可降解聚乳酸纤维(PLA)开发生产方案(一)
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聚乳酸的性能、合成方法及应用一、本文概述聚乳酸(Polylactic Acid,简称PLA)是一种由可再生植物资源(例如玉米)提取淀粉原料制成的生物降解材料,具有良好的生物相容性和生物降解性。
随着全球环保意识的日益增强和可持续发展理念的深入人心,聚乳酸作为一种环保型高分子材料,其研究和应用受到了广泛的关注。
本文将全面介绍聚乳酸的性能特点、合成方法以及在实际应用中的广泛用途,旨在为读者提供关于聚乳酸的深入理解,推动其在各个领域的应用和发展。
本文首先将对聚乳酸的基本性能进行概述,包括其物理性能、化学性能以及生物相容性和降解性等方面的特点。
接着,将详细介绍聚乳酸的合成方法,包括开环聚合和缩聚法等,并分析不同合成方法的优缺点。
在此基础上,文章还将深入探讨聚乳酸在各个领域的应用情况,如包装材料、医疗领域、汽车制造、农业等。
文章还将对聚乳酸的未来发展趋势进行展望,以期为读者提供全面的聚乳酸知识,并为其在实际应用中的创新和发展提供参考。
二、聚乳酸的性能聚乳酸(PLA)作为一种生物降解塑料,具有一系列独特的性能,使其在众多领域中具有广泛的应用前景。
聚乳酸具有良好的生物相容性和生物降解性。
由于其来源于可再生生物质,聚乳酸在自然界中能够被微生物分解为二氧化碳和水,不会对环境造成污染。
这使得聚乳酸在医疗、包装、农业等领域具有广阔的应用空间。
聚乳酸具有较高的机械性能。
通过调整合成方法和工艺条件,可以得到具有优异拉伸强度、模量和断裂伸长率的聚乳酸材料。
这些特性使得聚乳酸在制造包装材料、纤维、薄膜等方面具有显著优势。
聚乳酸还具有良好的加工性能。
它可以在熔融状态下进行热塑性加工,如挤出、注塑、吹塑等,从而制成各种形状和尺寸的制品。
同时,聚乳酸的表面光泽度高,易于印刷和染色,为其在装饰、包装等领域的应用提供了便利。
另外,聚乳酸还具有较好的阻隔性能。
它可以有效地阻止氧气、水分和其他气体的渗透,从而保护包装物品免受外界环境的影响。
可生物降解抗菌性聚乳酸无纺布的制备及工艺研究摘要:聚乳酸(PLA)是一种可生物降解的聚酯,由可再生原料合成,具有生物相容性、生物降解性、透明性、低毒性和易加工性等优良的性能,在医疗、卫生、包装材料等领域得到了广泛的应用。
随着人们生活水平的不断提高和健康观念的深化, 以及新冠肺炎疫情的持续蔓延,为了防止各种细菌对人类的干扰,非织造材料的抗菌化改性变得尤为必要。
本文着手于聚乳酸(PLA)的抗菌改性,以纳米ZnO为抗菌剂,采用熔融共混法制备了抗菌型聚乳酸非织造布切片并对其性能进行了测试。
(1)采用熔融共混法,在聚乳酸纺粘非织造布切片中分别添加2%、4%的不同粒径的纳米ZnO(20nm、30nm、50nm、100nm)制备可生物降解抗菌性PLA非织造布复合切片。
在制备复合切片过程中就纳米ZnO的添加量和粒径对于共混温度的影响进行了探究,结果表明:随着纳米ZnO添加量的增加共混温度随之升高,随着粒径的减小共混温度也随之升高。
(2)用模压机将制备的抗菌型复合切片压成3mm左右厚的薄片,并依据塑料表面抗菌性能试验方法GB/T31402-2015对其进行抗菌性测试,测试结果表明:2%、4%纳米ZnO含量的聚乳酸非织造布切片对大肠杆菌(ATCC 8739)和金黄色葡萄球菌(ATCC 6538P)的抗菌率均达到了99.9%。
关键词:聚乳酸、抗菌、复合纺粘切片、纳米ZnO1引言近年来,全球抗菌纺织品市场一直保持着较高的增速,后疫情时代,健康、天然、环保将成为大众所公认的纺织工业的发展方向,因此该市场将持续蓬勃发展。
目前市场上的各种抗菌非织造产品中,以后整理的方式居多,产品的耐洗性及抗菌耐久性较差。
本章将以纺粘法为基础采用共混改性的方式,选用纳米ZnO 为抗菌剂,制备抗菌型PLA复合纺粘非织造布切片,对抗菌型复合切片的各项性能进行研究,以期为非织造布的功能化和差异化提供一种有效手段。
2实验部分2.1实验原料及仪器设备表1 原料原料名称原料规格原料厂家聚乳酸(PLA)FY801安徽丰原集团有限公司纳米氧化锌20nm/30nm/50nm/100nm北京博宇高科新材料技术有限公司表2仪器及设备仪器名称仪器型号仪器厂家熔体流动速率测定仪RL218上海思尔达科学仪器有限公司电子分析天平AUY220日本岛津同步热分析仪STA499F5德国耐驰同向双螺杆挤出机SHJ-30南京杰恩特机电有限公司微型注射成型仪WZS10D上海新硕精密仪器有限公司微机控制电子万能试验机WDW-1济南一诺世纪实验仪器有限公司真空干燥箱DZF-6020上海博迅实业有限公司模压机CH-0206东莞市创宏仪器设备有限公司2.3可生物降解抗菌性PLA非织造布切片的制备先将PLA和纳米ZnO在60℃的条件下真空干燥12h备用,然后用双螺杆挤出机进行混料,按纳米ZnO比例2%、4%,粒径100nm、50nm、30nm、20nm的顺序进行。
1、PLA纤维的生产工艺、结构特点和主要性能生产工艺:工艺PLA切片→干燥→螺杆挤压→预过滤→纺丝箱→冷却上油→卷绕→热盘拉伸→DT纤维(1)切片干燥:像PET一样,PLA切片必须经过干燥处理后才能进行熔融纺丝。
PLA 属聚酯类产品,由于其聚合物在活跃和潮湿的环境中会通过酯键断裂发生水解而产生降解,造成分子量大幅下降,从而严重影响成品纤维的品质,因此纺丝前要严格控制PLA聚合物的含水率。
PLA切片干燥后含水率与干切片特性粘度的控制尤为重要,因为含水率控制不当引起的分子量损失将给正常的熔融纺丝带来困难。
(2)熔融纺丝:由于具有高结晶性和高取向性,PLA纤维具有高耐热性和高强度,且无需特殊的设备和操作工艺,应用常规的加工工艺便可进行纺丝。
但PLA纤维不同于芳香酯的PET,其熔点175℃(由差示扫描量热DSC法测定)与PET的260℃差距较大,且熔融纺丝成形较PET困难,主要表现在PLA的热敏性和熔体高粘度之间的矛盾。
要使PLA在纺丝成形时具有较好的流动性和可纺性,必须达到一定的纺丝温度,但PLA物料在高温下,尤其是经受较长时间的相对高温时极易发生热降解,因此造成PLA熔融成形的温度范围极窄。
(3)纺丝组件:由于PLA熔体的表观剪切粘度随剪切速率的增大而下降,表现为切力变稀流动现象。
因为在剪切应力的作用下,大分子构象发生变化,长链分子偏离平衡构象而沿熔体流动取向,表现出预取向性,从而使体系解缠并使大分子链彼此分离,导致PLA熔体的表观剪切粘度下降。
因此,必须通过加强剪切来降低其表观粘度,进而解决PLA聚合物热敏性和熔体高粘度之间的矛盾,实现纺丝的顺利进行。
(4)速率和卷绕超喂:在生产过程中,为保证PLA纤维有一定的取向度,同时希望拉伸应力和卷绕应力在纺丝过程中得到及时有效地消除,有效控制卷绕张力是关键。
另外,由于PLA纤维的玻璃化温度较低,易造成卷绕过程中应力松驰加剧,使纤维沿轴向发生一定尺寸的收缩。
生物可降解聚乳酸的合成生物可降解聚乳酸的合成聚乳酸(polylactic acid,PLA)是一种生物可降解的聚酯类材料,具有良好的生物相容性和可降解性能,被广泛应用于医学领域、包装材料和土壤修复等方面。
聚乳酸的合成方法多种多样,其中包括化学合成和生物合成两种主要方式。
化学合成方法是指通过化学反应将乳酸单体分子进行聚合,形成聚乳酸分子。
最常用的化学合成方法是乳酸的环化聚合反应。
在该反应中,乳酸单体通过酸酐活化,生成乳酸酯作为反应活性物种,随后通过开环聚合反应形成聚乳酸。
这种方法的优点是反应速度快,产率高,但由于涉及化学合成,多采用有毒的催化剂,带来环境污染问题。
与化学合成方法相比,生物合成方法更加环境友好和可持续。
生物合成方法通过利用微生物合成聚乳酸,包括发酵和微生物合成两种主要方式。
发酵方法是将含有乳酸细菌的废弃物或废水与合适的基质进行发酵,乳酸细菌在适宜的条件下产生乳酸,通过提取和纯化得到聚乳酸。
这种方法的优点是原料广泛且可再生,且过程中不需要使用有毒催化剂,减少了环境污染。
微生物合成方法是将工程菌株或转基因微生物作为宿主,利用基因工程手段合成聚乳酸。
这种方法根据不同的微生物宿主,采用不同的合成策略。
例如,利用大肠杆菌作为宿主,通过介导其内源酶乳酸锯谷酰基酰基转换酶(LpdA)的表达,可实现对乳酸的合成。
这种方法的优点是合成效率高,纯度较高,但需要进行基因工程的操作。
生物合成聚乳酸的优势在于能够利用自然资源,同时降低对环境的影响。
然而,与化学合成方法相比,生物合成方法的合成效率和聚合度还有待提高。
此外,聚乳酸的性能也可通过调整合成方法进行调控,如添加共聚物或改变聚合条件等。
在未来,随着生物技术和基因工程的不断发展,生物合成聚乳酸的合成方法将继续得到改进和优化。
我们可以期待更高效、低成本的合成方法的出现,从而推动聚乳酸在各个领域的广泛应用。
同时,也需要继续进行环境友好型合成方法的研究,为可持续发展和绿色生产提供更好的解决方案综上所述,生物合成聚乳酸是一种可持续发展和环境友好型的合成方法。
pla的合成路线及方法PLA(聚乳酸)是一种可生物降解的聚合物材料,具有广泛的应用领域。
本文将介绍PLA的合成路线及方法。
一、聚乳酸的合成路线聚乳酸的合成主要有两种路线,即乙酯化法和直接聚合法。
1. 乙酯化法:该方法是将乳酸酯进行酯交换反应,生成聚乳酸。
具体步骤如下:(1)将乳酸酯与过量的醇反应,生成酯化产物。
(2)将酯化产物进行酯交换反应,去除副产物。
(3)将反应产物经过脱溶剂和脱色处理,得到纯净的聚乳酸。
乙酯化法的优点是反应条件温和,反应产率较高,但醇的选择和酯交换反应的副产物处理对产品质量有一定影响。
2. 直接聚合法:该方法是将乳酸进行聚合反应,生成聚乳酸。
具体步骤如下:(1)将乳酸加热至一定温度,使其熔化。
(2)在惰性气氛下,通过开环聚合反应,将乳酸分子连接成长链聚合物。
(3)得到的聚乳酸产品经过冷却、固化和后处理,得到所需的产品。
直接聚合法的优点是反应简单,无需醇的参与,但反应条件要求高,且聚合产物的分子量分布较广。
二、聚乳酸的合成方法1. 乙酯化法的合成方法:(1)醇的选择:常用的醇有甲醇、乙醇等,选择不同的醇会对最终聚乳酸的性能产生影响。
(2)酯交换反应:乳酸酯与醇反应时,通常需要在催化剂的作用下进行。
催化剂可以选择碱性催化剂或金属盐类。
(3)脱溶剂和脱色处理:通过蒸馏和活性炭吸附等方法,去除反应中产生的溶剂和色素等杂质。
2. 直接聚合法的合成方法:(1)乳酸的纯化:通过蒸馏和结晶等方法,将乳酸纯化,去除杂质。
(2)开环聚合反应:在惰性气氛下,将乳酸加热至熔点以上,通过催化剂的作用,实现乳酸分子间的酯键开裂和聚合。
(3)冷却、固化和后处理:将聚合反应得到的聚乳酸冷却,固化成固体,然后经过后处理,如热处理、抽真空等,得到所需的产品。
三、PLA的应用领域PLA具有良好的生物降解性、可加工性和可塑性,因此在许多领域得到广泛应用。
1. 包装领域:PLA可用于食品包装、药品包装等。
由于其生物降解性,可以减少对环境的污染。
聚乳酸pla生产工艺一、 PLA生产工艺简介为了推动可持续发展,PLA生产工艺日益受到关注。
PLA,全称聚乳酸,是一种可生物降解的聚合物,可以通过发酵或化学合成获得。
在可持续发展向导下,PLA具有广泛的应用范围,如食品包装、纺织品、医疗设备等领域,具有可降解性、可再生性和高生物相容性等优点。
二、发酵法生产PLA发酵法生产PLA,是将淀粉等发酵物质在发酵菌的作用下转化为乳酸,再将乳酸进行聚合化学反应。
PLA生产工艺分为三个阶段,分别是发酵、提纯和聚合。
其中,发酵是关键步骤。
发酵生产PLA的主要步骤如下:1.材料准备:将原料淀粉和营养物质混合,并进行消毒和调整pH值,以适应乳酸菌生长的环境。
2.发酵过程:将混合物加入发酵罐中,并加入乳酸菌菌种。
在适当的温度、压力和氧气供应下,乳酸菌进行代谢过程,产生乳酸。
3.提纯过程:通过蒸馏和离子交换等方式,将乳酸分离提纯。
4.聚合过程:将分离出的乳酸经过酯化反应,形成PLA聚合物。
三、化学法生产PLA化学法生产PLA,是通过将乳酸和其它单体进行聚合化学反应的过程,产生PLA聚合物。
化学法生产PLA的主要步骤如下:1.材料准备:将乳酸和混合单体混合。
常用的混合物质为DL-乳酸和乙二醇等。
2.聚合过程:加入催化剂,通过酯化、缩聚等反应,形成PLA聚合物。
3.粗提过程:将反应混合物进行蒸馏、溶剂萃取等步骤,得到PLA聚合物的溶液或粉末。
4.精制过程:通过洗涤、过滤等过程,去除混杂物质,得到高纯度的PLA聚合物。
四、 PLA生产工艺的优势与局限PLA具有可生物降解、可再生和生物相容性好等优势,使其在一些特定的应用领域拥有广泛的应用前景。
PLA生产工艺可以通过利用可再生材料、绿色生产技术和节能技术等手段,实现对环境和人类健康的保护。
但是,PLA的生产工艺中,发酵法生产PLA所需的食用淀粉、玉米等原料会导致食品、饲料供给不足,而化学法生产PLA的过程中,使用的碳酸一氧化物等化学原料则存在环境风险。
绿色可降解新材料聚乳酸的关键技术研发及其产业化发展聚乳酸(PLA)是一种创新型生物基绿色塑料,可以在诸多领域中得到较为广泛的应用,在解决环境污染以及石油依赖性强等问题过程中,可以提供一定材料支持。
笔者依据实际工作经验和相关文献资料的记载,详细分析PLA生产环节中应当使用到的技术措施,并介绍其实际应用情况,希望能够在日后相关工作人员对这个问题进行分析的时候,起到一定借鉴性作用,最终在我国社会经济发展进程向前推进的过程中,做出一定贡献。
标签:绿色可降解材料;聚乳酸;关键技术1.问题研究背景及意义生物降解塑料指代的是在应用之后可以在自然环境当中逐渐降解,最终以小分子形式进入到白然界当中,PLA是脂肪族当中最为典型的一种生物降解塑料,具备完全可降解性,在自然界微生物的作用下能够彻底分解成二氧化碳和水,不會对生态环境造成任何负面影响,也克服化工塑料领域中最为严重的问题。
除去上文中所说的问题之外,因为PLA实际上是来源于可再生资源当中,所以可以降低不可再生石化产品的消耗量,在此基础上白然能够让人类资源危机逐渐缓和下来。
PLA是以淀粉作为主要材料,经过微生物发酵之后得到乳酸,乳酸再通过缩聚反应得到高分子化合物,具备非常强的生物降解性、生物相容性以及生物可吸收性。
应用之后的固体废弃物可以在土壤和水体当中被微生物降解成水和二氧化碳,并不会对人体健康造成任何负面影响,也不会引发任何生态环境污染问题。
PLA作为一种完全可降解的高分子材料被称为是”绿色塑料”,是创新型环保材料研究领域中的一个热点性问题。
现阶段PLC在药物控制释放材料、免拆卸手术缝合线以及微胶囊等领域中得到的应用比较广泛。
2.PLA关键合成技术研究分析2.1 间接合成二步法间接合成法实际上是最早实现工业化的一种方法,这一种方法是将乳酸或者乳酸酯作为原材料,在经过二次聚合之后形成丙交酯,丙交酯开环聚合两步之后就可以制备出来PLA。
这种工艺比较成熟,容易得到有效地控制,可以得到相对分子质量上百万的PLA,但是这种方法的缺陷是,反应提丙交酯一定需要使用有机溶剂反复接近提纯、干燥,因此工艺流程会显得比较长,操作也会比较复杂,生产成本非常高。
可降解材料聚乳酸PLA的合成方法聚乳酸全名为 Poly Lactic Acid (PLA),又名聚丙交酯(Polylactide),PLA 具有良好的生物相容性、可降解性和来源于生物原材料等特点,因此研究者认为 PLA 是应用前景最好的一种新型生物可降解高分子材料,聚乳酸的合成一般有两种方法,直接缩合聚合法和丙交酯开环聚合法。
一、乳酸聚乳酸的合成需得从乳酸合成讲起,因乳酸的品质直接影响PLA 的合成。
乳酸是自然界中最小的手性分子,以两种立体异构体形式存在于自然界中,即为左旋型L-乳酸和右旋型D-乳酸。
将这两种乳酸等比例混合即为消旋的DL-乳酸。
L-乳酸、D乳酸及DL-乳酸在聚乳酸上及与生物化学有关的食品、医药和农药等领域中的应用是存在区别的。
PLA通常要求L-乳酸含量较高,其光学纯度大于96%~99%(即D-乳酸小于1%~4%)。
乳酸的光学及化学纯度将直接影响聚乳酸生产过程中的产品收率、稳定性及产品品质。
二、乳酸的合成方法乳酸可以由化学法或者微生物发酵法来生产。
1、化学法化学法是以石油基化学品为原料合成,通常只能合成消旋的DL-乳酸。
由于D-乳酸在人体代谢的问题,其在食品饮用方面受限制,同时化学法的消旋乳酸也不符合一般聚乳酸材料的使用要求,因此市场非常小。
纯D-乳酸全球市场需求量仅为2000吨,主要应用在生产农药杀虫剂和除草剂等。
2、微生物发酵法发酵法的主要原料一般是玉米、甘蔗、甘薯等淀粉质原料,发酵法的主要途径是糖在乳酸菌作用下,调节PH值5左右,发酵2~3天得到粗乳酸,一般商业化乳酸浓度为80%~88%(含12%-20%的水),浓缩乳酸达到92%~93%的浓度即可用于聚合应用。
乳酸主要以玉米淀粉发酵制备,玉米淀粉主要由玉米深加工得到,每吨乳酸约消耗1.5吨玉米。
而每吨PLA大约消耗1.5吨乳酸(92%浓度),即每吨PLA需要2.25吨玉米。
以目前PLA全球产能33万吨计算需求的玉米最大消耗量为74.25万吨,2019年全球玉米产量达到11.1亿吨,占比不足0.1%。
一种抗菌聚乳酸非织造材料的制备方法引言:近年来,由于抗生素的滥用和细菌的耐药性增强,细菌感染的问题变得越来越严重。
因此,研发一种具有良好抗菌性能的材料对于预防和控制感染至关重要。
聚乳酸(PLA)是一种生物可降解材料,具有良好的生物相容性和可加工性,因此被广泛应用于医疗领域。
本文将介绍一种制备抗菌聚乳酸非织造材料的方法。
一、材料准备1.聚乳酸(PLA):优质的PLA片材,可从市场购买。
2.抗菌剂:常见的抗菌剂有纳米银、纳米铜、抗生素等。
3.化学溶剂:例如甲醇、乙醇、丙酮等。
二、制备过程1.制备PLA溶液:将PLA片材切碎,并加入适量的化学溶剂中,进行超声处理(温度控制在50-60°C)以使片材充分溶解,得到浓度为10-20%的PLA溶液。
2.添加抗菌剂:将适量的抗菌剂(纳米银、纳米铜或抗生素等)加入PLA溶液中,并以适当的速度进行搅拌,保持均匀混合,直至溶液中的抗菌剂均匀分布。
3.干燥处理:将混合好的溶液倒入浅底盘中,通过调节温度和湿度控制干燥条件,使溶液在干燥过程中形成非织造材料的结构。
溶液中的化学溶剂在干燥过程中会慢慢蒸发,从而形成孔隙结构。
4.切割和整形:将干燥得到的非织造材料切割成所需的形状和尺寸,并进行必要的整形和修整。
5.抗菌性能测试:使用适当的试验方法,对制备好的抗菌聚乳酸非织造材料进行抗菌性能测试,评估其抗菌效果。
三、抗菌机制抗菌聚乳酸非织造材料的抗菌机制主要与添加的抗菌剂有关。
纳米银和纳米铜具有广谱抗菌和抗病毒性能,可以通过释放离子与细菌发生反应,破坏其生物膜结构,抑制其生长和繁殖。
抗生素则通过杀死细菌或抑制细菌生长来发挥抗菌作用。
结论:本文介绍了一种制备抗菌聚乳酸非织造材料的方法,通过添加适量的抗菌剂,使得制备的材料具有良好的抗菌性能。
这种材料在医疗领域具有潜在的应用前景,可以用于制备抗菌敷料、手术衣等。
然而,还需要进一步研究和优化制备方法,以提高材料的抗菌性能和应用范围。
聚乳酸(PLA)项目建筑工程方案1、工程塑料行业在市场规模扩大、技术创新、可持续发展、国际竞争和智能化生产等方面都呈现出明显的发展趋势。
随着全球经济的发展和科技的不断进步,工程塑料行业有望实现更加健康、可持续的发展。
2、工程塑料行业的发展离不开技术创新的推动。
近年来,随着材料科学和化工工艺的不断进步,工程塑料的性能得到了极大的提升。
例如,新型的工程塑料材料可以具有更高的温度耐受性和更好的机械强度,同时还能满足环保要求。
这种技术创新不仅提高了工程塑料的市场竞争力,还为行业带来了新的机遇和挑战。
3、工程塑料行业实施路径分析应该从技术创新、生产工艺和销售渠道三方面入手,加强研发投入和技术攻关,优化生产流程并引进先进设备,拓展市场和加强渠道建设以及增强品牌影响力,为工程塑料行业的健康发展提供有力支撑。
4、在一些高风险行业,如汽车、医疗器械等领域,对于使用的工程塑料材料有着严格的安全标准和质量要求。
因此,工程塑料企业需要加强产品质量管理,确保产品符合相关标准和要求。
5、工程塑料行业面临的形势既充满机遇,又充满挑战。
只有在市场需求日益多元化、原材料价格波动较大和技术创新成为企业发展的核心竞争力等方面做好应对措施,才能保持行业的稳步发展。
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目录一、聚乳酸(PLA)行业概述 (4)二、工程塑料行业面临的机遇与挑战 (6)三、工程塑料行业发展趋势 (9)四、工程塑料行业面临的形势 (11)五、土建工程方案 (13)六、厂房建设方案 (16)七、仓库建设方案 (19)八、办公及生活服务设施建设方案 (21)九、消防工程方案 (24)十、绿化工程方案 (28)十一、总图布置方案 (32)十二、建筑节能方案 (35)十三、建筑工程数字化方案 (38)十四、总结 (40)一、酸(PLA)行业概述聚乳酸(PolyIaetiCACid,PLA)是一种由可再生资源制成的生物降解高分子材料,具有良好的生物相容性和生物降解性,在医疗、食品包装等领域具有广泛应用前景。
1、前言PLA纤维(Polylactide fibre)是一种可生物降解的新型聚酯纤维,通常也称聚丙交酯纤维。
它主要是以玉米、小麦、甜菜等含淀粉的农产品为原料,经发酵生成乳酸后,再经缩聚和熔融纺丝制成。
PLA纤维既有着合成纤维的基本物性,又有着天然纤维的生物兼容性和可降解性,其纤维材料的可生物降解性优于其它的可生物降解纤维,具有较好的亲水性、卷曲性、可染性、抗菌防霉性、耐紫外光等。
另外由PLA纤维制得的服装面料不仅具有手感柔软、抗皱耐用、穿着舒适、不刺激皮肤、快速吸汗和速干等优点,而且还具有丝绸般的光泽和悬垂性。
因此,PLA纤维已成为21世纪最具发展前景的绿色环保材料之一,受到了世人的关注,并将广泛应用于工业、农用、林业、服装、渔业、卫生医疗等领域。
2、PLA纤维的发展简史PLA纤维的发展历史可追溯到20世纪30年代。
1931年美国杜邦公司的高分子化学家卡罗瑟斯(Carothers)曾对PLA的合成进行过研究,并在真空条件下通过加热乳酸最先发现了PLA。
此后,Hovey、Hodgins、Begji等人先后对PLA的合成方法进行过研究。
1944年Filachiene在原有的基础上,对PLA的合成方法又开展了系统的研究,并推出了可行性的聚合方法。
1954年杜邦公司采用此聚合方法首次制备出了高分子量的PLA树脂。
1962年美国Cyanamid公司采用PLA树脂纺制出了可生物吸收的医用缝合线。
然而,由于当时用来合成PLA的制备方法还相当落后,难以应用于经济规模化生产,因而极大的阻碍了PLA工业化的发展。
进入90年代后,由于人们环保意识的不断增强,可生物降解尤其是以可再生资源为原料的高分子材料越来越受到重视。
世界许多国家开始逐渐将目光转向绿色生态纤维产品的开发。
随着越来越多的化纤企业纷纷加入PLA树脂及纤维的开发行列,以及PLA合成技术和纺丝技术的进步,从而有力地推动了世界PLA 纤维业的发展。
1991年美国卡吉尔(Cargill)公司开展了以玉米等含淀粉农产品为原料制备乳酸及PLA的合成技术的研究,并通过对实验室到中试的生产技术的研发,使PLA纤维的生产规模从年产3000吨扩大到6000吨。
聚乳酸pla生产工艺
聚乳酸(PLA)是一种生物可降解的聚合物,由乳酸单体聚合而成。
它是一种环保材料,可以替代传统的塑料制品。
PLA生产工艺主要包括原料准备、聚合反应、后处理等步骤。
原料准备是PLA生产的第一步。
PLA的原料是乳酸,可以通过发酵或化学合成得到。
发酵法是将淀粉或葡萄糖等碳水化合物转化为乳酸,然后通过蒸馏和结晶等步骤得到高纯度的乳酸。
化学合成法是将乙醇和乙酸等化学品反应得到乳酸,然后通过蒸馏和结晶等步骤得到高纯度的乳酸。
聚合反应是PLA生产的核心步骤。
聚合反应是将乳酸单体通过缩合反应聚合成高分子聚乳酸。
聚合反应可以采用环状聚合或线性聚合两种方式。
环状聚合是将乳酸单体在催化剂的作用下聚合成环状分子,然后通过加热和真空干燥等步骤得到PLA。
线性聚合是将乳酸单体在催化剂的作用下聚合成线性分子,然后通过加热和压缩等步骤得到PLA。
后处理是PLA生产的最后一步。
后处理是将聚乳酸进行加工和改性,以满足不同的应用需求。
后处理可以采用注塑、挤出、吹塑等加工方式,也可以添加填料、增塑剂等改性剂,以改善PLA的物理性能和加工性能。
PLA生产工艺是一个复杂的过程,需要严格控制各个环节的参数和
条件,以保证PLA的质量和性能。
随着环保意识的不断提高,PLA 作为一种生物可降解的材料,将会有更广泛的应用前景。
可降解聚乳酸纤维(PLA)开发生产
方案
一、实施背景
随着人们对环境保护意识的提高,绿色生产和生活方式越来越受到重视。
传统纺织纤维的生产过程中,大量排放的二氧化碳和其他污染物对环境造成了严重影响。
因此,开发可降解、环保的纺织纤维成为了当务之急。
聚乳酸(PLA)作为一种生物可降解材料,具有良好的生物相容性和降解性,受到广泛关注。
本方案旨在从产业结构改革的角度,探讨可降解聚乳酸纤维(PLA)的开发生产。
二、工作原理
聚乳酸(PLA)是一种由可再生植物资源(例如玉米)提取淀粉原料制成的生物降解材料。
其工作原理主要是通过微生物发酵方法,将淀粉原料转化为乳酸,再经过聚合反应生成PLA树脂。
最后,通过纺丝工艺将PLA树脂加工成为纤维。
这种纤维在一定的条件下可完全降解,对环境友好,且具有良好的生物相容性和力学性能。
三、实施计划步骤
1.原料准备:首先需要准备足够的可再生植物资源,如玉
米淀粉或其他淀粉类原料。
2.微生物发酵:利用特定的微生物将淀粉原料转化为乳酸。
3.聚合反应:将得到的乳酸进行聚合反应,生成PLA树脂。
4.纺丝工艺:将得到的PLA树脂进行纺丝,加工成为纤维。
5.后处理:对得到的纤维进行后处理,如拉伸、定型等,
以获得所需的物理性能。
6.品质检测与评估:对生产的PLA纤维进行品质检测和评
估,确保其满足相关标准。
7.市场推广与销售:将产品推向市场并进行销售。
四、适用范围
1.服装纺织品:PLA纤维可用于制作各种服装,如运动服、
内衣、外衣等。
2.家居纺织品:如床单、窗帘、地毯等。
3.医疗纺织品:由于其良好的生物相容性,PLA纤维可用
于制作医疗用品,如手术服、口罩等。
4.包装材料:PLA纤维可用于制作环保包装材料,如购物
袋、食品包装等。
五、创新要点
1.生物可降解性:与传统纺织纤维相比,PLA纤维具有生
物可降解性,对环境友好。
2.可再生资源:PLA纤维的生产原料来源于可再生植物资
源,如玉米淀粉,有利于资源的可持续利用。
3.高品质:PLA纤维具有优良的物理性能和生物相容性,
可满足各种应用需求。
4.生产工艺优化:通过不断优化生产工艺,提高生产效率
并降低成本。
六、预期效果
1.环保贡献:PLA纤维的大量生产和使用将在很大程度上
减少传统纺织品对环境的污染。
2.经济效益:随着PLA纤维生产工艺的优化和成本的降
低,其市场竞争力将逐渐增强,为企业带来经济效益。
3.社会效益:PLA纤维的推广使用将提升公众对环保和可
持续发展的认识和重视程度。
七、达到收益
1.环保价值:通过减少传统纺织品对环境的污染,为社会
带来显著的环保价值。
2.经济效益:随着PLA纤维生产工艺的优化和成本的降
低,企业将获得可观的经济效益。
3.社会效益:通过推广PLA纤维的使用,提高公众对环保
和可持续发展的认识和重视程度,为企业赢得良好的社
会声誉。
八、优缺点分析
1.优点:PLA纤维具有生物可降解性、可再生性和优良的
物理性能,符合环保和可持续发展的要求;随着生产工
艺的优化和成本的降低,其市场竞争力逐渐增强。
2.缺点:目前PLA纤维的生产工艺尚未完全成熟,生产成
本相对较高;同时,其降解条件相对严格,需要在特定
的环境下才能完全降解。
九、下一步需要改进的地方
1.研发先进的生产工艺:进一步研发先进的生产工艺,提
高生产效率并降低成本,以增强PLA纤维的市场竞争
力。
2.加强产品研发与创新:针对PLA纤维的应用领域,加强
产品研发与创新,开发更多高品质、多样化的产品以满
足市场需求。
3.深化与合作伙伴的合作:与原料供应商、生产设备制造
商等相关合作伙伴加强合作,共同推动PLA纤维产业的
发展。
4.加强市场推广与拓展:加强市场推广与拓展,提高公众
对PLA纤维的认识和接受程度,促进其在各个领域的应
用。
5.强化质量监管与控制:建立健全的质量监管与控制体系,
确保PLA纤维产品的质量和安全性能符合相关标准要
求。
十、未来发展趋势与展望
1.全球市场需求持续增长:随着全球环保意识的提高和可
持续发展的深入推进,PLA纤维的全球市场需求预计将
持续增长。
因此,扩大生产规模和拓展应用领域将成为
未来发展的重点。
2.生产工艺持续优化:为了降低生产成本和提高市场竞争
力,PLA纤维的生产工艺将持续优化。
研发新的合成方
法和生产设备将是未来的研究重点,以实现高效、环保、低成本的生产。
3.PLA纤维的功能化与智能化:随着科技的不断进步,PLA
纤维的应用领域将进一步拓展。
通过引入新的功能性和
智能化元素,PLA纤维的产品种类和质量将得到进一步
提升。
4.生物基可降解材料的集成发展:以PLA纤维为代表的生
物基可降解材料将在未来与更多的生物基材料进行集
成发展。
例如,与其他生物可降解材料混合使用,以提
高产品的性能和降低成本。
5.绿色供应链的构建:为了实现真正的可持续发展,PLA
纤维的生产和使用将在整个供应链中实现绿色化。
从原
料采购到产品使用和废弃处理,全过程的绿色管理和环
保要求将推动整个供应链的绿色转型。
可降解聚乳酸纤维(PLA)开发生产具有巨大的市场潜力和广阔的发展前景。
通过持续的研发创新、优化生产工艺、
拓展应用领域以及构建绿色供应链等措施的实施,PLA纤维将在未来的纺织、医疗、包装等领域发挥更加重要的作用,为推动全球可持续发展做出积极贡献。