聚乳酸纤维的制备..

聚乳酸（PLA）是一种生物可降解塑料，其优点包括环保、可再生和生物兼容性，因此在包装、纺织、医疗器械等领域越来越受欢迎。

聚乳酸主要是由可再生资源（如玉米淀粉、甘蔗等）中提取的乳酸（lactic acid）为原料生产的。

聚乳酸的生产工艺主要包括以下几个阶段：
1. 原料制备：使用生物发酵法从可再生生物质（如玉米淀粉、甘蔗等）中提取乳酸。

这些原料通过发酵产生高纯度的乳酸。

2. 应用预处理技术和工艺：预处理过程包括从乳酸溶液中层析提纯、除去杂质及水分等步骤，以提高乳酸的纯度和质量。

经预处理后的乳酸可达到高纯度，使得接下来的聚合过程更为顺利。

3. 脱水缩聚反应：高纯度的乳酸在脱水缩聚过程中，通过催化剂的作用，水分子从乳酸分子中移除，导致乳酸分子之间相互结合，形成聚乳酸前体——低聚乳酸酯。

4. 环化过程：低聚乳酸酯经过进一步的失水反应，形成环状乳酸酯（lactide），即聚乳酸的环状单体。

5. 聚合过程：环状乳酸酯在特殊的催化剂作用下进行链式开环聚合反应，形成聚乳酸长链分子。

该过程的控制因素包括温度、压力、催化剂选择和反应时间等，这些因素影响着聚乳酸的性能。

6. 聚乳酸加工：生产完成的聚乳酸树脂颗粒可以进一步加工，通过熔融、挤出、吹塑等方法，形成不同类型和形状的聚乳酸制品，如薄膜、纤维、容器等。

聚乳酸生产工艺的关键是控制各阶段的反应参数，确保产品质量稳定和性能优良。

随着科学技术的不断发展和环保意识的提高，聚乳酸在日常生活中的应用愈发广泛。

聚乳酸合成工艺及应用第七章聚乳酸合成工艺及应用聚乳酸(PLA)是一种以通过光合作用形成的生物质资源为主要起始原料生产的生物可降解高分子材料，使用后可通过微生物降解为乳酸并最终分解成二氧化碳和水。

聚乳酸的合成和应用实际上是一个来源于可再生资源、使用寿命结束后降解产物回归自然、参与到生物资源再生的过程中去的一个理想的生态循环，属于自然界的碳循环。

聚乳酸无毒，无刺激性，具有良好的生物相容性、生物吸收性、生物可降解性，同时还具有优良的物理、力学性能，并可采用传统的方法成型加工，在农业、包装材料、日常生活用品、服装和生物医用材料等领域都具有良好的应用前景，因而聚乳酸成为近年来研究开发最活跃的可生物降解高分子材料之一。

7.1 聚乳酸的合成工艺7.1.1 乳酸缩聚乳酸上的羟基和羧基进行脱水缩聚反应生成聚乳酸，如图7.2。

必须解决以下三个问题:一，乳酸缩聚的平衡常数非常小，在热力学上分析很难生成高分子量的聚乳酸，必须从动力学上加以控制，即有效的排出缩聚反应生成的水，使反应平衡向生成聚乳酸的方向移动;二，抑制聚乳酸解聚生成丙交酯的副反应;三，抑制变色、消旋化等副反应。

(1) 溶液缩聚法合成过程中利用高沸点溶剂和水生成恒沸物将缩聚产生的痕量水带出，有力地促进了方应向正方向进行;同时蒸出的溶剂带出水合丙交酯经分子筛脱水后回流到反应系统中，有效地抑制了聚乳酸解聚生成丙交酯。

高沸点溶剂可以是苯、二氯甲烷、十氢萘、二苯醚等。

特点:直接制的高分子两聚乳酸，但有机溶剂的回收和分离工序使生产过程较复杂并增加了设备投资，增加了成本，而且残存的有机溶剂对产品造成污染。

(2) 熔融缩聚法利用无催化剂条件下制的聚合度约为8左右的低聚乳酸为起始物，加入催化剂SnCl?HO(0.4%，质量分数)和等摩尔的对甲基苯磺酸(TSA)，在180?、22 410Torr的条件下反应15h可制得M大于10×10的聚乳酸。

W催化剂除TSA外，还有烷氧基金属催化剂、烷氧基金属和Sn(?)催化体系。

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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。

其中乳酸的环化和提纯是制备丙交酯的难点和关键，这种方法可制得高分子量的聚乳酸，也较好地满足成纤聚合物和骨固定材料等的要求。

乳酸直接缩聚是由精制的乳酸直接进行聚合，是最早也是最简单的方法。

该法生产工艺简单，但得到的聚合物分子量低，且分子量分布较宽，其加工性能等尚不能满足成纤聚合物的需要；而且聚合反应在高于180℃的条件下进行，得到的聚合物极易氧化着色，应用受到一定的限制。

由于原料原因，聚乳酸有聚d-乳酸（PDLA）、聚L-乳酸（PLLA）和聚dL-乳酸（PDLLA）之分。

生产纤维一般采用PLLA。

聚乳酸的发展意义聚乳酸在中国应用的意义不仅仅体现在环保方面，对于循环经济、节约型社会的建设也将有积极的作用。

化工塑料的原料提取自不可再生的化石型资源---石油，而石油正在成为一种稀缺的消耗性资源。

提取自植物的聚乳酸显然有着取之不尽的原料供应量，而分解后的聚乳酸又将被植物吸收，形成一个物质的循环利用。

所以聚乳酸有“在地球环境下容易被生物降解的”塑料之称。

而且相对于化工塑料，聚乳酸不会产生更多的二氧化碳。

因为聚乳酸的原料---玉米在生长过程中通过植物的光合作用，又会消耗二氧化碳。

此外，聚乳酸的产业化将大大提高农作物的附加值。

以玉米为例，中国每年库存达3000多万吨，且大部分被当作了饲料，如果用于生产聚乳酸，形成“玉米－乳酸－聚乳酸－共聚共混物－各种应用制品”的产业链，可大大提高玉米的价格，提高农民收益。

之前，农用薄膜和方便食品的包装或餐具已经使用了聚乳酸。

但是，同利用石油和天然气制造的塑料比较起来，利用植物制造的这种聚乳酸塑料，成本较高，而且在60℃左右就会变形。

由于存在着这些缺点，这种材料至今难以普及。

尽管如此，人们还是非常看好聚乳酸。

聚乳酸的合成、结构及性能摘要聚乳酸是生物可降解的高分子合成材料，由于其降解产物无毒，在生物医学和环保领域都得到了广泛的关注。

本文对聚乳酸的合成方法、结构、性能等进行了系统阐述。

并对聚乳酸进行了展望。

关键词聚乳酸合成方法结构性能引言聚乳酸（PLA）又称为聚丙交酯，是一种新型的、对环境友好且性能优良的高分子材料。

而聚乳酸本身无毒、无刺激性．还具有很好的生物相容性和人体体内可吸收性，它在环境中能被微生物或在酸碱性水溶液介质中被降解为乳酸并最终被完全分解成二氧化碳和水。

对环境不造成任何的污染与危害。

因此，可以广泛地应用于人造骨骼等医用塑料、地膜保温棚等农用塑料，一次性餐盒等食具塑料以及各种塑料制品，也可以加工成纤维、织物并制成服装，市场潜力极大[1]。

1.聚乳酸的晶体结构[2]只要PLA的立体规整度足够高，本体或溶液中的PLA就会结晶。

PLA结晶度、晶体大小和形态均影响制品的性能(如冲击强度、开裂性能、透明性等)。

现已发现PLA有3种晶格结构，即α晶系,β晶系，γ晶系,它们分别具有不同的螺旋构象和单元对称性。

在不同结晶条件或不同外场诱导作用下，可形成不同类型的球晶。

α晶系是最常见也是最稳定的一种晶型，它可以在熔融、冷结晶以及低温溶液纺纱等过程中形成。

Sancta等最先报道α晶系为斜方晶体，晶胞的三条棱的边长a，b，c分别为1．07，0．645，2．78nm，晶轴之间的夹角(α，β，γ)均为90°。

晶胞中PLA分子链的构象为左旋的103 螺旋(每3个乳酸单元上升10×10-10m，下同)。

Marge等的研究显示，PLA的α晶系中a，b，c分别为1．07，0．61，2．89 nm，α，β, γ均为90°。

α晶系的熔融温度为185℃。

β晶系最先由Elgin等提出：β晶系可在高温溶液纺纱过程中形成，它也是一种稳定的晶型。

只有在高温、高拉伸率的情况下，α晶系才能够转变成β晶系。

β晶系a，b，c分别为1.031，1．821，0．900nm，α，β，γ均为90°，是斜方晶体,分子链构象为左旋的31螺旋(每个乳酸单元上升3×10-10m，下同)，每个晶格包含6个螺旋。

《聚乳酸纤维的纳米SiO2耐热改性研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，聚乳酸纤维作为一种环保型生物可降解材料，在纺织、医疗、包装等领域得到了广泛应用。

然而，聚乳酸纤维在高温环境下易发生热降解，限制了其应用范围。

为了改善这一不足，本文提出了一种纳米SiO2耐热改性方法，旨在提高聚乳酸纤维的耐热性能。

二、聚乳酸纤维概述聚乳酸纤维是一种以聚乳酸为原料制成的合成纤维。

它具有优良的生物相容性、可降解性和良好的加工性能。

然而，其热稳定性较差，限制了其在高温环境下的应用。

因此，提高聚乳酸纤维的耐热性能具有重要意义。

三、纳米SiO2改性原理纳米SiO2具有优异的物理化学性质，如高硬度、高耐磨性、良好的热稳定性等。

通过将纳米SiO2与聚乳酸纤维复合，可以有效地提高聚乳酸纤维的耐热性能。

改性原理主要基于纳米SiO2与聚乳酸纤维之间的相互作用，包括纳米SiO2对聚乳酸纤维表面的吸附、填充以及二者之间的化学键合等。

四、实验方法1. 材料准备：聚乳酸纤维、纳米SiO2等。

2. 制备过程：将纳米SiO2与聚乳酸纤维进行复合处理，制备出改性后的聚乳酸纤维。

3. 性能测试：通过扫描电子显微镜（SEM）、热重分析（TGA）等方法，对改性前后的聚乳酸纤维进行性能测试。

五、实验结果与分析1. 形貌分析：通过SEM观察发现，纳米SiO2成功附着在聚乳酸纤维表面，形成一层均匀的涂层。

2. 热稳定性分析：TGA结果表明，改性后的聚乳酸纤维在高温下的热降解速率明显降低，耐热性能得到显著提高。

3. 力学性能分析：改性后的聚乳酸纤维在保持原有力学性能的基础上，耐热性能得到进一步提升。

六、讨论与展望本文通过将纳米SiO2与聚乳酸纤维复合，成功提高了聚乳酸纤维的耐热性能。

这种改性方法不仅提高了聚乳酸纤维在高温环境下的稳定性，还为其在更广泛领域的应用提供了可能。

然而，改性过程中仍存在一些问题，如纳米SiO2的分散性、与聚乳酸纤维的相容性等。

未来研究可以进一步优化改性方法，提高纳米SiO2的分散性和相容性，以获得更好的耐热性能。

浅谈聚乳酸纤维目录摘要 (1)1聚乳酸的简单介绍 (2)2聚乳酸的结构 (2)3 聚乳酸纤维的制备工艺 (3)4 聚乳酸纤维的性能 (3)4.1生物降解性 (3)4.2物理性能 (3)4.3亲水性 (4)4.4燃烧性 (4)4.5稳定性 (4)4.6耐光和染色性能 (4)4.7安全性 (4)5 聚乳酸纤维的应用 (4)5.1在医疗方面 (4)5.2在电子行业方面 (5)5.2.1日本NEC公司笔记本电脑部件材料 (5)5.2.2日本富士通公司的笔记本电脑机壳材料 (5)5.2.3手机部件及机壳材料 (5)5.3在纺织领域的应用 (5)5.4在包装领域的应用 (6)5.5在一次性领域的应用 (6)6 聚乳酸纤维的现状和发展前景 (6)7 结束语 (7)参考文献 (8)致谢 (9)浅谈聚乳酸纤维摘要21世纪，绿色环保已经成为大众关注的焦点，发展绿色科技、环保科技刻不容缓。

这是保护我们可爱的地球的呼声，是贯彻落实科学发展观的具体措施。

纺织行业作为各行业的重中之重，必不可少的要树立榜样旗帜，使绿色环保的意识深入到纺织业，使我们纺织发展之路走向绿色、环保。

发展可生物降解的新型纺织材料成为了我们大家共同努力的方向。

本文主要介绍了聚乳酸纤维的性能、制备工艺、应用及现状和发展前景。

关键词：聚乳酸纤维性能工艺应用前景1浅谈聚乳酸纤维1聚乳酸的简单介绍聚乳酸（PLA）纤维是一种从玉米、大豆等谷物中经过发酵、聚合、纺丝制成的。

具有优良的生物相容性和可生物降解性的合成高分子材料。

最初从玉米、大豆等谷物中提取淀粉，把淀粉经过酶分解提炼成植物糖，在经过乳酸菌发酵后形成乳酸，在经过化学合成得到高纯度的聚乳酸，最后在经过纺丝工艺加工成聚乳酸纤维。

这种纤维制品在使用过程中和使用过程后在身体或土壤和水中，经过一段时间后在自然条件下彻底分解成二氧化碳和水，对环境无污染，无公害，它们在阳光作用下通过光合作用又生成起始原料淀粉，而淀粉又是聚乳酸的原料，这一过程正好体现了资源的循环再利用，如图所示：因此，的开发应用能够节省石油资源，抑制由于二氧化碳净排放量增加而导致的温室效应的加剧，能够满足人类可持续发展的要求。