聚乳酸纤维的特性和用途
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聚乳酸用途
先介绍什么是聚乳酸
聚乳酸是一种生物降解性的高分子材料,具有良好的生物相容性
和性能稳定性。
从化学结构上来看,聚乳酸是一种聚酯,可分为L、D
和DL型,其中L型聚乳酸最为常用。
接着介绍它的用途
1. 医学领域
聚乳酸在医学领域中具有广泛的应用,可以用于制造缝合线、拟
合板等医疗器械。
相较于传统的合成材料,聚乳酸具有更好的生物相
容性和生物降解性,能够减少对人体的伤害和环境的污染。
2. 纤维制品
聚乳酸纤维具有很好的特性,如柔软、透气、吸湿、防静电、纤
维强度高等。
可以制造成不同用途的纤维制品,如无纺布、过滤材料、服装、手套等。
3. 环保领域
聚乳酸具有优异的环保性能,是一种可生物降解的高分子材料。
可以制造成塑料薄膜、玩具、包装材料等物品,节约资源、减少对环
境的影响。
4. 其他用途
聚乳酸也可用于生物医药领域中制造药物缓释系统,以实现更好
的药效;还可以用于农业领域中制造慢释肥料等等。
结论
综上所述,聚乳酸是一种重要的生物降解性材料,有着广泛的应
用前景。
在医学、纺织、环保等领域中,聚乳酸都具有不可替代的作用。
未来,聚乳酸的应用范围将更为广泛,发挥其优秀的物理和化学
性能,为人类生活带来更多便捷和舒适。
聚乳酸纤维的染色性能
聚乳酸纤维是一种高分子合成纤维,它以原料聚乳酸为原料经过
分解、重组合成而成,具有柔软、抗菌、透气排汗、无刺激、改性、
防水等特性,在服装、家居等领域有广泛的应用。
在染色方面,聚乳
酸纤维具有良好的染色性能。
一般情况下,聚乳酸纤维可以采用湿染、热染、芳香烃改性处理等方法染色。
其中,湿染是最常用的一种染色
方法,它可以涂布染色物料,即直接将聚乳酸纤维涂上染料,再定形。
之后再经过蒸汽固化或加热定色来固定颜色,聚乳酸纤维的染色效果
均能达到理想的状态。
热染技术也能获得由均匀的色彩到深浅的几何
纹理的染色效果,而采用芳香烃改性处理技术,可以将聚乳酸纤维的
染色效果提升到另一个层次,不仅有效增加染色的性能,而且还具有
耐水性、耐洗性和耐磨性等优点。
总之,聚乳酸纤维具有很强的染色性能,采用湿染、热染或芳香
烃改性处理技术,都可以获得理想的染色效果,具有很高的实用价值。
因此,聚乳酸纤维正成为服装、家居、软装等行业的首选材料之一,
越来越受到广大用户的青睐。
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。
2024年聚乳酸纤维市场调研报告一、市场背景聚乳酸纤维是一种生物可降解纤维,由聚乳酸(PLA)制成,具有良好的生物相容性和机械性能。
随着环保意识的增强和可持续发展理念的推动,聚乳酸纤维在纺织品、医疗器械、食品包装等领域的应用逐渐得到重视。
本文将对聚乳酸纤维市场进行调研分析,以了解其现状和未来发展趋势。
二、市场规模分析根据相关统计数据,2019年全球聚乳酸纤维市场规模为XX亿元,预计到2025年将达到XX亿元,年复合增长率为XX%。
聚乳酸纤维市场呈现出快速增长的趋势。
三、市场应用领域1. 纺织品聚乳酸纤维在纺织品领域具有优异的性能,如优良的透气性、吸湿性和亲肤性,广泛应用于服装、家纺等产品。
特别是在运动服和内衣等领域,聚乳酸纤维的应用越来越受到消费者的喜爱。
2. 医疗器械聚乳酸纤维在医疗器械领域有着广阔的应用前景。
由于其生物相容性好、可降解性高等特点,聚乳酸纤维被广泛应用于缝合线、人工血管、生物支架等医疗器械产品的制造。
3. 食品包装随着人们对食品安全和环境保护的要求不断增加,聚乳酸纤维在食品包装领域的应用逐渐扩大。
聚乳酸纤维包装材料可降解,对环境污染较小,符合可持续发展要求。
四、市场竞争分析1. 主要市场参与者在聚乳酸纤维市场上,主要的竞争者包括A公司、B公司和C公司等。
这些公司具有较强的研发实力和生产能力,产品质量相对较高,市场份额较大。
2. 市场竞争态势目前,聚乳酸纤维市场竞争激烈,各家企业通过不断创新和技术研发来提高产品质量和竞争力。
同时,市场上还存在一些小型企业,它们通过低价格来争夺市场份额,使得市场竞争更加复杂化。
五、市场驱动因素1. 环保意识的提高随着环保意识的提高,消费者对环境友好产品的需求增加。
聚乳酸纤维作为一种可降解纤维,符合环保要求,因此受到消费者的青睐。
2. 政策支持政府对可持续发展和循环经济的政策支持,促使聚乳酸纤维产业得到快速发展。
政策的引导和支持为聚乳酸纤维市场提供了良好的发展环境。
聚乳酸纤维的特性和⽤途⽣物降解聚乳酸复合材料【慧聪塑料⽹】众所周知,谈及纤维素材(天然纤维、⼈造纤维、合成纤维)及其原料⾼分⼦物质的安全性时,不能单纯地停留在对⼈直接的安全性上,还要考虑我们居住的地球⽣态系统的安全性,也就是对地球环境负荷的抑制和减少。
近年来成为问题的地球温暖化⽓体不断增加,影响了地球环境,所以不能只从对⼈和⾃然环境安全性的局部观点看,还要依时间、空间从整个环球环境的观点考虑。
另外,纤维产品在其制造、加⼯过程中,使⽤各种各样的化学物质(溶剂、凝固剂、油剂、抗菌剂、耐候剂、防⽕?阻燃剂、防污剂、染料、加⼯整理剂)和能源,这些化学物质也必须以同样的观点考虑,所使⽤的能源也要从环境负荷减少的观点考虑,要求尽量节能。
合成纤维聚乳酸纤维及其原料不仅具有对⼈和⾃然环境的安全性。
⽽且还具有没有添加⼀切有害化学物质的固有抗菌性和防⽕性、耐⽓侯性等。
1、环境负荷的评价在与传统纤维素材对⽐中,采⽤⽣命周期评价(LCA )将聚乳酸纤维的环境负荷客观?定量地进⾏了评价。
也就是定量地评价从聚乳酸的原料采集经过乳酸发酵、聚合、纤维化(制造?加⼯过程)到使⽤后的废弃物处理(即从摇篮到墓场)的⼆氧化碳排放量。
相当从聚乳酸的原料采集(对⽟⽶地的播种、施肥和撒药、收获),经过淀粉制取、糖化、乳酸发酵,到制造出聚乳酸树脂(切⽚)的每1吨树脂的⼆氧化碳排放量,由美国Nature Works 公司发表。
其次,从树脂切⽚采⽤熔融纺丝进⾏纤维化过程中的⼆氧化碳排放量,已有的合成纤维也没有正式数据,但⼀般在整个⼯艺中所占的⽐例很低,尤其是聚乳酸特别不要⾼能量,在素材间没有⼤的差别(相同)。
最后,考虑关于燃烧废弃时或再资源化时的⼆氧化碳排放量(⽣物降解中进⾏⽣物氧化,也转换成⼆氧化碳),这种场合的排放量可以从化学结构进⾏理论上的预测。
按照各素材将这些数值加起来,采⽤传统粘胶法的再⽣纤维素纤维粘胶丝为14680CO 2Kg /t 、代表性合成纤维的聚酯纤维为6443 CO 2Kg /t ,⽽聚乳酸纤维只不过3650 CO 2Kg /t ,其环境负荷特性显著(表1)。
新型聚乳酸纤维材料简介及应用内容摘要近年来,随着以石油为原料的塑料、橡胶及纤维工业的迅速发展,地球上能源存储量日趋减少、环境污染问题愈来愈严重,各国都在考虑可持续发展和环境保护问题。
如何解决这些污染并开发出可自然降解的新型材料已经成为近年来世界各国的重要研究目标。
目前环保行业的明星是利用乳酸生产的新型聚酯材料——聚乳酸(PLA)。
其中,以聚乳酸为原料加工而成的可降解纤维材料尤其引人关注。
本文主要讲诉聚乳酸纤维的性能,合成及研究现状。
关键词:聚乳酸纤维,聚乳酸纤维研究现状,聚乳酸纤维性能。
新型聚乳酸纤维材料简介及应用一、聚乳酸纤维简介(一)聚乳酸纤维简介聚乳酸纤维又称玉米纤维,它是由玉米等谷物原料经过发酵、聚合、纺丝制成的。
在其生产过程中,首先将玉米中的淀粉提炼成植物糖,再将植物糖经过发酵形成乳酸,乳酸再经过聚合生成高性能的乳酸聚合物,最后将这种聚合物经过熔体纺丝等纺丝方法制成聚乳酸纤维。
聚乳酸( Polylactic Acid),简称PLA,化学结构式为:聚乳酸(PLA)它是一种以乳酸为主要原料的高分子聚合物。
聚乳酸由乳酸合成,而乳酸的原料是所有碳水化合物富集的物质,如粮食(玉米、甜菜、土豆、山芋等)以及有机废弃物(玉米芯或其他农作物的根、茎、叶、皮、城市有机废物和工业下脚料等)。
以涤纶为代表的合成纤维自问世以来,得到了快速的发展。
然而,随着以石油为原料的合成纤维产量的快速增长,石油过度开采引起的能源枯竭,以及石油制品废弃物的不可自然降解性对环境造成了极大的威胁。
从环保的观点出发,对生物可降解材料的研究和开发己变得非常迫切。
聚乳酸纤维是一种性能较好的可生物降解纤维。
在微生物的作用下,其废弃物会分解生成碳酸气体和水,它们在阳光下通过光合作用又会生成起始原料淀粉,而淀粉又是聚乳酸的原料(如图2-10),这实现了资源的可持续利用。
用玉米等谷物原料加工聚乳酸产品对综合利用资源,减少环境污染具有重要的意义和价值。
聚乳酸纤维抑菌原理
聚乳酸纤维是一种新型的生物降解纤维材料,具有抗菌抑菌的
特性。
其抑菌原理主要有以下几个方面:
1. 机械性抑菌,聚乳酸纤维的纤维结构本身可以对细菌起到机
械性的抑制作用。
纤维的细小孔隙可以限制细菌的活动和生长,从
而减少细菌的数量。
2. 抗菌添加剂,在生产聚乳酸纤维的过程中,可以添加一些抗
菌剂,如银离子等,这些抗菌剂可以在纤维表面形成一层保护膜,
对细菌起到抑制作用。
3. pH值调节,聚乳酸纤维的表面pH值的调节也可以影响细菌
的生长。
通过调节纤维表面的pH值,可以改变环境对细菌的适应性,从而抑制细菌的生长。
4. 渗透性抑菌,聚乳酸纤维本身具有一定的渗透性,可以渗透
细菌的细胞膜,破坏细菌的结构和功能,从而起到抑菌作用。
总的来说,聚乳酸纤维抑菌的原理是多方面的,包括机械性抑
菌、抗菌添加剂、pH值调节和渗透性抑菌等多种作用机制相互协同作用,从而达到抑制细菌生长和繁殖的效果。
这些原理的综合作用使得聚乳酸纤维具有较好的抑菌性能,适用于纺织品、医疗用品等领域。
PLA纤维市场发展现状简介PLA纤维,全称聚乳酸纤维(Polylactic Acid Fiber),是一种由可再生资源玉米淀粉为原料制成的生物降解纤维。
PLA纤维在纺织品、医用材料等领域具有广泛的应用前景。
本文将分析PLA纤维市场的发展现状。
PLA纤维的特性•生物降解性:PLA纤维可以在特定环境下完全降解,对环境友好。
•良好的生物相容性:PLA纤维与人体组织相容性好,适用于医用材料领域。
•良好的物理性能:PLA纤维具有优良的强度和刚度,可用于纺织品领域。
•可染性好:PLA纤维的可染性较好,适用于各种染色工艺。
PLA纤维市场的发展现状1. 市场规模PLA纤维市场规模正在逐年扩大,主要原因有以下几个方面:•环保意识增强:随着人们对环境保护意识的提高,对可降解纤维的需求不断增加。
•政策支持:一些国家的政府对可降解纤维的研发和推广给予了政策支持,促进了市场的发展。
•应用领域拓展:PLA纤维应用领域逐渐扩大,包括纺织品、医用材料、包装材料等领域。
2. 应用领域PLA纤维在不同领域的应用正在逐渐增加。
•纺织品领域:PLA纤维可以制成各类纺织品,如服装、家居用品等。
其具有良好的性能和染色性,深受消费者喜爱。
•医用材料领域:PLA纤维具有良好的生物相容性,可以制成各类医用材料,如手术缝合线、人工血管等。
•包装材料领域:PLA纤维作为可降解材料,可以用于制作食品包装等领域。
3. 发展趋势PLA纤维市场的发展趋势主要有以下几个方面:•技术创新:不断进行技术创新,提高PLA纤维的性能,扩大应用领域。
•产业协同:加强与相关产业的合作与交流,形成PLA纤维产业链,提高市场竞争力。
•推广宣传:通过广告、宣传等方式,提高消费者对PLA纤维的认知度和接受度。
结论随着人们对环境保护意识的提高和可降解纤维需求的增加,PLA纤维市场呈现出良好的发展势头。
未来,PLA纤维有望在纺织品、医用材料、包装材料等领域发挥重要作用,但也需要持续进行技术创新和推广宣传。
聚乳酸纤维的结构性能及发展应用摘要本文介绍了聚乳酸纤维的合成方法及其结构性能并进一步阐述了其发展状况和应用领域,简单介绍了聚乳酸纤维的应用前景关键词聚乳酸纤维性能结构应用发展一、聚乳酸纤维的简介1.1 聚乳酸纤维的定义聚乳酸纤维,即称PLA纤维,是一种可完全生物降解的新型合成纤维。
聚乳酸它是用谷物(玉米、甜菜、土豆、山芋等)以及有机废弃物(玉米芯或其他农作物的根、茎、叶、皮等)中发酵和蒸馏提取的乳酸为基本原料经聚合而制得的高分子聚合物———聚乳酴,并通过溶液纺丝来得到聚乳酸纤维,它可加工为长丝、短死、单丝、非织造布,以及编织物、带子、缆绳等多种制品。
聚乳酸纤维不仅原料资源丰富,而且其制品废弃后可在突然或海水中的微生物作用下分解为二氧化碳和水,并且燃烧时不会散发毒气,不会造成污染。
是一种被称为可持续发展的生态纤维。
1.2 聚乳酸纤维的合成聚乳酸纤维的原材料聚乳酸纤维由玉米、甘蔗或甜菜通过发酵和蒸馏的方法提取乳酸,聚合成聚乳酚,通过溶液纺丝方法得到聚乳酸纤维,可加工成短纤维、复丝和单丝形式。
聚乳酸纤维也称为聚丙交酯,属于聚酯家族,它具有与聚醋几乎同等强度和伸长。
其循环过程为:农作物——淀粉发酵——乳酸——聚乳酸——纤维——降解一农作物二、聚乳酸纤维的结构性能聚乳酸纤维的化学结构乳酸是乳酸杆菌产生的一种碳水化合物,是生物体(包括人体)常见的天然化合物。
目前所知的聚乳酸有聚d一聚乳酸、聚L一乳酸和聚—dL乳酸等。
生产纤维一般采用PLLA2. 1 聚乳酸( PLA) 纤维的结构特征纤维结构包括形态结构和聚集态结构, 是纤维的固有特征和本质属性。
不同的纤维结构决定了纤维具有不同的物理、化学性质。
聚乳酸( PLA )纤维原料和生产工艺的特殊性决定了聚乳酸纤维具有异于一般纤维的特殊结构。
2. 2 PLA纤维的化学组成和分子结构聚乳酸( PLA)是由乳酸聚合而成的一种分子中带有酯键的脂肪族聚酯材料。
乳酸的分子式为CH3CH( OH) COOH, 即2- 羟基丙酸,分子中既有羟基,又有羧基。
聚乳酸纤维
聚乳酸纤维是一种生物降解性塑料,由聚乳酸分子构成。
它具有优良的生物相
容性和可降解性,可以替代传统塑料在一些领域的应用。
聚乳酸纤维被广泛应用于医疗、纺织和包装等领域。
制备过程
聚乳酸纤维的制备主要有两种方法:溶液旋转成型法和熔融纺丝法。
溶液旋转成型法 1. 将聚乳酸溶解在有机溶剂中,形成聚合物溶液。
2. 将聚合
物溶液注入旋转模具中,经过旋转成型,使其形成纤维状结构。
3. 将形成的聚乳
酸纤维进行干燥和固化处理,最终得到产品。
熔融纺丝法 1. 将聚乳酸颗粒在高温条件下熔化,形成聚合物熔融。
2. 将熔化
的聚乳酸通过喷丝孔拉伸成纤维。
3. 纤维冷却凝固后进行卷绕,最终得到聚乳酸
纤维产品。
特性与应用
聚乳酸纤维具有以下特性:
•生物相容性:聚乳酸纤维对人体无害,可在医疗领域用于缝合线等应用。
•可降解性:聚乳酸纤维在一定条件下可被微生物降解,减少环境污染。
•良好的强度:聚乳酸纤维具有较高的强度,可用于纺织品和工程材料制备。
•可染性:聚乳酸纤维可通过染色处理获得丰富多彩的颜色。
聚乳酸纤维在医疗、纺织和包装等领域得到广泛应用:
•医疗领域:用于制备缝合线、缓释药物载体等医疗器械。
•纺织领域:制备各种纺织品,如衣服、床上用品和家居用品。
•包装领域:用于生物降解包装材料,降低塑料污染对环境的影响。
聚乳酸纤维的可降解性和生物相容性使其在替代传统塑料方面具有广阔的应用
前景,未来随着技术的不断发展,聚乳酸纤维有望在更多领域得到应用和推广。
聚乳酸与聚乳酸纤维特点及生产应用研究聚乳酸与聚乳酸纤维特点及生产应用研究摘要:聚乳酸(PLA)纤维具有很好的生物降解性和生物相容性,由它织成的织物具有丝绸般的光泽和舒适的肌肤触感,快干且抗皱,因此该纤维具有较广阔的发展前景。
由于聚乳酸纤维是一种可完全生物降解的合成纤维,因此是一种可持续发展的生态纤维。
关键词:聚乳酸;聚乳酸纤维;特性一、聚乳酸与聚乳酸纤维聚乳酸纤维(简称PLA纤维)是以由谷物、甜菜等天然糖类得到的聚乳酸酯为原料,经溶液纺丝或熔融纺丝制得的聚酯合成纤维.目前,商业化生产的PLA纤维以玉米淀粉发酵而成的乳酸为原料,经脱水聚合反应制成的聚乳酸酯溶液为纺丝液,再进行纺丝加工而成.聚乳酸纤维兼有天然纤维和合成纤维的特点,吸湿排汗均匀、回弹性好,所制成的成衣穿着舒适,并具有抗皱抗紫外等性能,其制品废弃后,在土壤或水中微生物的作用下分解成二氧化碳和水,随后在太阳光合作用下,又会成为淀粉的起始原料。
由于这是一个循环过程,因此可减少纤维工业对石油资源的依赖性,所以PLA纤维又被称为21世纪的环境循环材料。
聚乳酸纤维(PLA)的生产原料乳酸是从玉米淀粉中制得,所以也将这种纤维称为玉米纤维。
二、聚乳酸与聚乳酸纤维的生产(一)聚乳酸的生产1.聚乳酸的生产原料聚乳酸的生产原料是乳酸,即-羟基丙酸、2-羟基丙酸。
由于乳酸分子中有一个不对称碳原子,所以具有d-型(右旋光)和L-型(左旋光)两种对映体,等量的L-乳酸和d-乳酸混合而成的dL-乳酸不具旋光性。
成纤聚乳酸以L-乳酸为单体。
2.聚乳酸的聚合聚乳酸的聚合方法有两种,一种是减压在溶剂中由乳酸直接聚合的方法,即:乳酸→预聚体→聚乳酸;另一种方法是常压下以环状二聚乳酸为原料聚合得到,即:乳酸→预聚体→环状二聚体→聚乳酸。
3.聚乳酸的合成聚乳酸有两种合成方法,即丙交酯(乳酸的环状二聚体)的开环聚合和乳酸的直接聚合。
丙交酯开环聚合生产工序为:先将乳酸脱水环化制成丙交酯;再将丙交酯开环聚合制得聚乳酸。
聚乳酸纤维的性能特点聚乳酸纤维的性能特点【摘要】简介了聚乳酸纤维的化学结构与截面形态;论述了聚乳酸纤维的性能特点,对聚乳酸纤维与其他常用原料的物理机械性能、染色性能、服用性能和生物降解性能等作了测试对比和分析;并根据聚乳酸纤维的这些优异性能,对适合于各种服装面料、家用装饰织物及产业用纺织品的开发前景作了探讨。
【关键词】聚乳酸纤维;性能特点;产品开发聚乳酸纤维是从天然糖类植物玉米中提取并通过熔纺工艺制得的环保型纤维,它不但可以用再生资源合成制备,而且可以生物降解[1]。
聚乳酸纤维及其制品废弃后可在自然条件下被微生物分解成二氧化碳和水,随后在阳光的作用下,它们又成为各种植物光合作用的原料,不会对环境造成污染。
由于聚乳酸纤维具有良好的物理机械性能、化学染色性能和生物降解性能,可以广泛用于各种服装面料、家用装饰织物和产业用纺织品。
聚乳酸纤维具备了环保型纺织品的主要特征,具有优良的环保性能,这种生物降解高分子产品将成为本世纪纤维生产与应用中的主导型产品之一。
1 聚乳酸纤维的结构与性能特点1.1 聚乳酸纤维的结构聚乳酸纤维是采用可再生的聚乳酸等淀粉原料,经发酵制取乳酸,然后由乳酸聚合成树脂,再通过纺丝而制成的。
聚乳酸纤维其化学结构并不复杂,但由于乳酸分子中存在手性碳原子,有D型和L型之分,使丙交脂、聚乳酸(PLA)的种类因立体结构不同而有多种,如聚右旋乳酸(PDLA)、聚左旋乳酸(PLLA)和聚外消旋乳酸(PDLLA)。
由淀粉发酵得到的乳酸含有99.5%的PLLA,而且它是结晶体,可用来生产纤维等制品,因此人们对聚乳酸纤维的研究主要集中于PLLA[2]。
1.2 聚乳酸纤维的性能1.2.1 聚乳酸纤维的物理性能聚乳酸纤维不仅有高结晶性,还与聚酯、聚苯乙烯树脂具有同样的透明性。
表1显示了钟纺公司的聚乳酸纤维与其他纤维的性能对比。
聚乳酸纤维是一种高结晶性、高取向性和高强度的纤维,它的物理性能介于涤纶和锦纶6之间,但聚乳酸纤维具有更好的手感和悬垂性,比重较轻,抗紫外线好,有较好的卷曲性和保型性。
聚乳酸纤维节能报告一、引言聚乳酸纤维是一种生物可降解的聚合物纤维,具有良好的机械性能和生物相容性。
在纺织行业中,聚乳酸纤维逐渐替代传统合成纤维,成为一种环保的选择。
本报告旨在探讨聚乳酸纤维在节能方面的应用和优势。
二、聚乳酸纤维的特性 1. 生物可降解性:聚乳酸纤维可以在自然环境中分解,减少对环境的污染。
2. 良好的机械性能:聚乳酸纤维具有较高的强度和韧性,适用于各种纺织品的制造。
3. 生物相容性:聚乳酸纤维对人体无害,可以用于医疗、健康等领域。
三、聚乳酸纤维的节能应用 1. 纺织行业:聚乳酸纤维可以替代传统合成纤维,降低纺织过程中的能耗。
同时,聚乳酸纤维的熔融温度较低,纺织时所需的能量也较少。
2. 建筑行业:将聚乳酸纤维应用于建筑材料中,可以提高保温性能,减少能源消耗。
聚乳酸纤维在保温材料中的应用可以有效地减少能源损失。
3. 包装行业:聚乳酸纤维制成的包装材料具有较好的拉伸性和耐冲击性,可以减少包装过程中的能源消耗。
四、聚乳酸纤维的节能优势 1. 原材料可再生:聚乳酸纤维的原材料可以通过农作物淀粉等可再生资源获得,减少对石油等非可再生资源的依赖。
2. 生产过程低能耗:制备聚乳酸纤维的生产过程相对简单,能耗较低。
与合成纤维相比,聚乳酸纤维的生产过程对环境的影响更小。
3. 使用过程节能:聚乳酸纤维制成的纺织品、建筑材料和包装材料具有较好的保温性能,可以减少能源的消耗。
五、聚乳酸纤维的未来发展 1. 技术创新:随着科技的进步,对聚乳酸纤维的研究和开发也在不断推进。
未来,聚乳酸纤维的性能和应用领域可能会得到进一步的提升和拓展。
2. 市场需求:随着全球环保意识的提高,对可持续性材料的需求也在增加。
聚乳酸纤维作为一种环保的纤维材料,有着广阔的市场前景。
六、结论聚乳酸纤维作为一种生物可降解的纤维材料,在节能方面具有广阔的应用前景。
通过在纺织、建筑和包装等行业中的应用,可以减少能源消耗,降低对环境的影响。
聚乳酸纤维的特性和用途众所周知,谈及纤维素材(天然纤维、人造纤维、合成纤维)及其原料高分子物质的安全性时,不能单纯地停留在对人直接的安全性上,还要考虑我们居住的地球生态系统的安全性,也就是对地球环境负荷的抑制和减少。
近年来成为问题的地球温暖化气体不断增加,影响了地球环境,所以不能只从对人和自然环境安全性的局部观点看,还要依时间、空间从整个环球环境的观点考虑。
另外,纤维产品在其制造、加工过程中,使用各种各样的化学物质(溶剂、凝固剂、油剂、抗菌剂、耐候剂、防火·阻燃剂、防污剂、染料、加工整理剂)和能源,这些化学物质也必须以同样的观点考虑,所使用的能源也要从环境负荷减少的观点考虑,要求尽量节能。
合成纤维聚乳酸纤维及其原料不仅具有对人和自然环境的安全性。
而且还具有没有添加一切有害化学物质的固有抗菌性和防火性、耐气侯性等。
环境负荷的评价在与传统纤维素材对比中,采用生命周期评价(LCA)将聚乳酸纤维的环境负荷客观·定量地进行了评价。
也就是定量地评价从聚乳酸的原料采集经过乳酸发酵、聚合、纤维化(制造·加工过程)到使用后的废弃物处理(即从摇篮到墓场)的二氧化碳排放量。
相当从聚乳酸的原料采集(对玉米地的播种、施肥和撒药、收获),经过淀粉制取、糖化、乳酸发酵,到制造出聚乳酸树脂(切片)的每1吨树脂的二氧化碳排放量,由美国Nature Works发表。
其次,从树脂切片采用熔融纺丝进行纤维化过程中的二氧化碳排放量,已有的合成纤维也没有正式数据,但一般在整个工艺中所占的比例很低,尤其是聚乳酸特别不要高能量,在素材间没有大的差别(相同)。
最后,考虑关于燃烧废弃时或再资源化时的二氧化碳排放量(生物降解中进行生物氧化,也转换成二氧化碳),这种场合的排放量可以从化学结构进行理论上的预测。
按照各素材将这些数值加起来,采用传统粘胶法的再生纤维素纤维粘胶丝为14680CO2Kg/t、代表性合成纤维的聚酯纤维为6443 CO2Kg/t,而聚乳酸纤维只不过3650 CO2Kg/t,其环境负荷特性显著(表1)。
纤维素粘胶是植物由来,为生物降解性纤维,原料本身不含1滴石油,但因为在其纤维化的制造·加工过程中使用大量能源(石油),所以释放出石油系以上的二氧化碳。
另外,由于在其制造过程中还放出二氧化碳以外对人和环境有害的化学物质,所以近年来退出的企业不断。
聚乳酸及其构成单体乳酸的安全性乳酸的基本特性和安全性聚乳酸因为在使用中或使用后在人体内和自然环境中降解,最终分解为作为其构成单位的乳酸,所以首先必须了解乳酸及其安全性。
人类在大约1万年前在从打猎生活向农耕牧畜生活变更生活方式的过程中学会了采用发酵保存食品的技术,乳酸是从很久以来就与人类共存在的天然有机化合物。
但是,它作为乳酸第1次被发现是在18世纪后半期。
瑞典的化学家希勒(Carl Wilhelm Scheele,1742~1786)在1780年使牛乳发酵,分析了由此得到的酸,发现了与醋酸等不同的新有机酸,命名为乳酸(lactic acid)。
其后,到1839年,以碳水化合物为原料第1次用发酵法合成了乳酸。
乳酸是无色的粘稠液体,用发酵法制造的产品大多伴随有微弱的发酵臭味。
乳酸为强有机酸,比重为1.22,L-乳酸及D-乳酸的熔点为52.8℃(DL-乳酸的熔点为16.8℃),沸点是125~140℃。
乳酸有温和而清爽的酸味,由于不改变原来的味道而作为各种食品添加剂(酸味料、pH调整剂、食品保存剂、发酵助剂、柔软剂)使用。
但是,流传有“如果疲劳是乳酸积存”的说法。
比如,运动后疲劳认为是“乳酸积蓄在血液、肌肉中”,乳酸是运动的老朽废物或疲劳物质,这因为在剧烈运动后,肌肉、血液中的乳酸浓度上升,可能在开始说的。
但是,实际上,为疲劳恢复的高效率能源应考虑乳酸进行代谢生产,实际确认:如果30~50分钟就回到原来水平。
不用说,乳酸对生命活动来说是重要能源,与糖和脂肪相比,容易向能量转换,而且因为在化学上稳定,L-乳酸钠作为输液和腹膜透析的电解质利用。
作为聚乳酸构成单体单位的乳酸CH3C*H(OH)COOH,因为在碳原子上结合的原子和分子为4个并且不同(H、CH3、OH、COOH),这种场合的碳原子叫不齐碳(asymetric carboon),在立体结构上存在2个不同形式的分子。
可是,因为包括人在内的自然界生物通常合成的是L-乳酸,而有D-乳酸是否具有毒性的担心。
的确,D-乳酸在L-乳酸通常的代谢经路不能进行代谢,如果大量摄取,就会提高血液中的酸性度,而成为酸性血症的原因。
但是,人们知道,在我们人体内通常生成后经过3个月左右,就生成将D-乳酸变换成L-乳酸酵素乳酸酯·消旋酶(lactate racemase)。
而且,D-乳酸能够以任何形式进行中和、排出。
这样就很清楚,由于其后的研究没有该疑问,现在与L-乳酸同等。
顺便,D-乳酸的经口急性毒性(LD50),实验室小鼠为4.875g/kg、一般老鼠为3.73 g/kg,WTO在1973年对L-乳酸、D-乳酸以及D.L-乳酸都取消了一天的摄取量限制范围。
实际上,迄今为止,日本70~80年代生产、一直作为食品添加剂使用的乳酸,是采用化学合成法合成的外消旋变体(等量含有D-乳酸和L-乳酸的混合物)。
现在,作为添加剂使用的发酵L-乳酸也含有1%~5%的D-乳酸。
但是,联合国的FAO/WHO联合食品添加剂专门委员会因为乳幼儿(产后不满半年)不能代谢D-乳酸,提出了“D -乳酸、DL-乳酸不要用于乳幼儿食品”的劝告。
聚乳酸的安全性聚乳酸是熔点160~180℃、玻璃化温度约60℃的结晶性脂肪族聚酯。
聚乳酸在各种生物降解性塑料中,成形加工性优异,能够进行从纤维、非织造布和薄膜代表的熔融挤压成形到注射成形、喷射成形和发泡成形等。
而且,薄膜和纤维由于伴随牵伸、热处理操作而产生定向结晶化,一直在寻求机械性能和热性能的提高。
另外,从成形用薄膜和非织造布以及与纸的压层品,采用热定形(真空、压空成形)和加热压缩成形,可以赋予各种各样的形状。
聚乳酸是由脂肪族聚酯构成的疏水性结晶性聚合物,只要不在高温·高湿(50℃以上、相对湿度85%以上)环境下长时间放置,就几乎不产生加水分解,是很稳定的。
另外,因为耐油性和耐水性、挥发性好,适合作为包括油性食品在内的一般食品容器使用。
而且,分解高分子量聚乳酸的微生物和酵素在自然界极少,即使作为发酵食品容器也有在一定时间能够安全使用的质地。
实际上,来自作为食品容器、包装材料使用时的聚乳酸溶出物,认为基本上是乳酸、乳酸低聚物、(乳酸线状二聚物、三聚物、四聚物等)及丙交酯(乳酸的环状二聚物),这些都是作为食品添加剂广泛使用的食品卫生法上的乳酸类(通常含20%左右的低聚物)。
乳酸低聚物和丙交酯在食品或消化器官内迅速受到加水分解而变成乳酸。
聚乳酸因为是以在生物体内也存在的天然有机化合物乳酸为构成单位,在各种生物降解性塑料或生物塑料中,安全性和食品卫生性最好。
而且,聚乳酸与淀粉系及其他的生物降解性塑料不同,在材料表面不容易产生微生物和霉菌,根据用老鼠和蟑螂的试验也都没有食害。
其次,关于将聚乳酸用于食品容器和包装材料时的世界现状和取得认证状况。
在欧洲,1990年颁布的EEC Directive(指令90/128/EEC)为基本内容,是如果单体安全,聚合物就好的单体主义立场。
根据已经实施的毒性试验,有即使使用也注册好的单体和添加剂的准许自由进口物品名单。
乳酸被在其后修订的96/11/EC中登载在准许自由进口物品名单里。
为了应对这些EU指令,欧洲各国的国内法进行了整顿。
在美国,根据FFDCA(联邦食品医药品化妆品法)申请作为间接食品添加剂的适应,在法律上允许的5个申请种类中,除Nature Works由GRAS(Generally Recognized As Safe)的安全性自己宣言外,还受作为FCN(Food Contact Nortification)№.178(温度区域顺序:B~H)的认证。
顺序B是在100 ℃开水煮沸30分钟的开水注入温度领域,显示出作为茶叶袋等食品过滤器材料的潜在可能性,引人注目。
在日本,聚乳酸由食品卫生法规定的昭和34年制定的厚生省告示第370号(昭和57年修订:该告示第20号)通过,没有法律上的问题。
而且,聚乳酸注册在作为更严格的行业团体自主标准的聚烯烃等卫生协议会(JOHSPA)的准许自由进口物品名单中,其后,关于添加剂等还要进行追加申请。
环境低负荷型高功能性纤维––聚乳酸纤维一般,化学纤维为了赋予作为纤维的高功能性,多在其制造过程中添加各种添加剂(抗菌剂、耐候剂、防火·阻燃剂等)。
但是,除了由于添加添加剂带来成本增加以外,这些添加剂的安全性也被质疑。
通常,这些添加剂大多是基本上对人和自然环境有害的物质,现在只是在没有发现有害性的低浓度范围使用。
但是,即使在临时使用时安全性有保障,在使用后的废弃物处理时,也不能否定问题表面化的可能性。
理想的,是不添加这些添加剂,最好素材自身能够具备这些高功能性。
实际上,聚乳酸纤维原料为植物由来,除了是完全生物降解性的环境低负荷素材以外,还不添加任何添加剂发现了其优异的抗菌性和防火性、耐候性。
可以说,聚乳酸纤维可以看作是具备作为究极智能化功能素养的高性能纤维。
抗菌性(静菌性)根据使用黄色葡萄状球菌(Staphylococcus aures ATCC6538P)的纤维制品抗菌防臭加工新标准评价了聚乳酸纤维,结果发现,显示出远远高于合格值(静菌活性值2.2以上)的静菌活性值及杀菌活性值。
事先进行10次洗涤之后、或者混合一半天然棉等其他纤维,抗菌活性也基本上能够保持。
聚乳酸的抗菌作用不仅是上述作为标准菌的葡萄状球菌,对大肠菌和绿脓菌等革兰氏阴性杆菌也已确认。
估计这是起因于在聚乳酸中含有极微量的乳酸或低聚物这些物质的静菌作用。
也就是说,由于材料中的极微量乳酸在材料表面浸出一部分,将材料表面与人的肌肤同样保持弱碱性,防止了细菌和霉菌等微生物的附着和繁殖。
一般,生物降解性塑料与通常的塑料相比,细菌和霉菌等微生物处于容易附生的倾向,而聚乳酸是例外,作为生活·卫生材料、食品·医疗材料或农林·园艺材料在安全·卫生上是适合的。
实际上,从购入浴用聚乳酸纤维(泰拉马克)毛巾,长期使用的消费者反映,与传统产品(锦纶纤维)对比,难以带香味。
关于聚乳酸纤维的抗菌性发现,以原料聚乳酸树脂的选定和纺丝条件为主,还有没有发现来自纺丝油剂的影响、织造·针织加工油剂的影响、染色·整理剂的影响的情况,需要分别弄清楚。
防火性用JIS K 7201依据的燃烧性试验评价了聚乳酸纤维或纺粘非织造布的限氧指数(LOI值),结果显示:聚乳酸纤维为23~24(聚酯纤维:20~21),聚乳酸纺粘非织造布更惊人,显示出接近芳纶纤维的28~30,发现具有优异的防火性能。