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1、棉紡織技術(shù)第32卷第4期【62】·254·CottonTextileTechnology2004年4月環(huán)球紡織聚乳酸纖維的性能特征及其產(chǎn)品開發(fā)耿琴玉胡學(xué)梅(南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院)聚乳酸(PLA)纖維是以玉米、小麥等淀粉為的)和短纖維等。原料,經(jīng)發(fā)酵轉(zhuǎn)化成乳酸,再經(jīng)聚合、熔融紡絲而制成。這種纖維在土壤或水中,會在微生物的作2聚乳酸纖維的特性用下分解成CO2和水,隨后在陽光的光合作用下,又會成為淀粉的起始原料。由于這是一個循環(huán)的2.1生態(tài)性過程,所以很多專家把聚乳酸纖維稱為“21世紀(jì)圖1為聚乳酸纖維的自然循環(huán)過程。的環(huán)境循環(huán)材料”。加上其低廉的原料成本和優(yōu)
2、良的性能,使之具有極高的開發(fā)價(jià)值。文中通過對聚乳酸纖維的分析,提出了聚乳酸纖維適合開發(fā)的產(chǎn)品品種,以期能對聚乳酸纖維的產(chǎn)品開發(fā)起到指導(dǎo)作用。1聚乳酸纖維的紡制圖1聚乳酸纖維的自然循環(huán)過程聚乳酸纖維的原料主要是玉米淀粉。首先由從圖1可以看出,聚乳酸纖維是以淀粉制得簡單有效的方法將其制成果糖,再經(jīng)發(fā)酵而轉(zhuǎn)化的乳酸為原料,具有生物降解性,其廢棄物埋入土成聚乳酸聚合體。因乳酸中含有一個活性碳原壤中后,在土壤和水中的微生物作用下,大約經(jīng)過子,有旋光性,因此其聚合物有右旋聚乳酸(PD21年～2年的時間,可分解成二氧化碳和水,其產(chǎn)LA)、左旋聚乳酸(PLLA)、外消
3、旋聚乳酸(PDL2生的二氧化碳可由植物光合作用減少在大氣中的LA)、非旋光性聚乳酸(meso2PLA)等幾種不同旋光含量,對環(huán)境不會造成污染。燃燒聚乳酸纖維時,性的聚合物。用于制備纖維的聚乳酸一般是左旋幾乎沒有一氧化氮放出,對空氣質(zhì)量沒有污染,是聚乳酸(PLLA)。完全意義上的“環(huán)保纖維”。制備聚乳酸纖維最常用的方法主要有溶液紡2.2主要性能絲法和熔融紡絲法。由于溶液紡絲法的工藝較為表1為日本鐘紡公司生產(chǎn)的聚乳酸纖維的性復(fù)雜,溶劑較難回收,紡絲環(huán)境惡劣,并且所采用能特征與滌綸、錦綸6纖維的主要性能特征。的溶劑有毒,需經(jīng)特殊處理后才能適合用于醫(yī)療表1聚乳
4、酸纖維與滌綸、錦綸6纖維主要性能特征衛(wèi)生領(lǐng)域,加上聚乳酸合成的成本較高,使其最終項(xiàng)目聚乳酸纖維滌綸錦綸6產(chǎn)品成本更高,限制了其應(yīng)用。目前一般都采用-3體積質(zhì)量/g·cm1.271.381.14熔融紡絲法進(jìn)行紡制。各種用于生產(chǎn)滌綸纖維的熔點(diǎn)/℃175260215玻璃化溫度/℃577040現(xiàn)有熔融紡絲工藝,包括高速紡絲一步法、紡絲回潮率(標(biāo)準(zhǔn)態(tài))/%0.50.44.5-1———拉伸二步法等都可采用。燃燒熱/J·g190002300031000-14.0～5.0410～5.04.0～5.3斷裂強(qiáng)度/cN·dtex由于熔融狀態(tài)下聚乳酸易分解,因此在熔融伸長率/
5、%303040紡絲前必須嚴(yán)格除去水分,并且紡絲溫度控制要楊氏模量/kg·mm-2400～6001200300適用染料種類分散染料分散染料酸性染料適當(dāng),不能太高,一般應(yīng)低于200℃,可制得各種染色溫度/℃100130100形態(tài)的纖維。如:單絲、復(fù)絲、長絲(扁平的,變形第32卷第4期棉紡織技術(shù)2004年4月CottonTextileTechnology·255·【63】由表1可知:有干爽感,還可賦予優(yōu)良的形態(tài)穩(wěn)定性和抗皺性;3(1)聚乳酸纖維的體積質(zhì)量(1.27g/cm)比滌它以人體含有的乳酸作原料合成的乳酸聚合3綸的(1.38g/cm)小,因此,其產(chǎn)品比
6、較輕盈;物,不會刺激皮膚,對人體而言絕對安全舒適,并(2)回潮率雖然與滌綸接近,但其具有芯吸效且對人體健康有益,非常適合制作內(nèi)衣面料。采應(yīng);用聚乳酸短纖維純紡或與其他天然纖維(棉、羊(3)有很好的導(dǎo)濕透氣性,有良好的服用舒適毛、蠶絲)混紡開發(fā)緯編針織面料做內(nèi)衣,具有極性;好的舒適性。(4)斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率與滌綸接近,但模3.1.2運(yùn)動衣面料量小(與錦綸相近),屬于高強(qiáng)、中伸、低模型纖維,對運(yùn)動衣的要求是柔軟、彈性好;重量輕、耐制成的織物強(qiáng)力高、延伸性好,手感柔軟、懸垂性穿耐用;吸濕性好,尤其是排汗速度要快,使服裝好,回彈性好;干爽。聚乳酸纖維具有良
7、好的芯吸性能、吸濕性(5)有較好的卷曲性和卷曲持久性;能以及快干效應(yīng),具有較小的體積質(zhì)量,其強(qiáng)伸性(6)抗紫外線(UV)穩(wěn)定性好;與滌綸接近,非常適合開發(fā)運(yùn)動服裝?？梢杂枚?7)可以用分散染料染色,對于染色、后加工纖維成紗或直接用長絲進(jìn)行織造(針織)。或樹脂加工等的加工適應(yīng)性好;3.1.3女裝和休閑裝面料(8)熱粘結(jié)溫度可以控制;女裝和休閑裝對面料的要求是柔軟、有飄逸(9)結(jié)晶熔融溫度可以在120℃～170℃范圍感;懸垂性要好,具有優(yōu)良的彈性且色澤艷麗。通內(nèi)變化;過常規(guī)熔融紡絲方法制得的各種形態(tài)的聚乳酸纖(10)可燃性低、發(fā)煙量小;維,如單絲、復(fù)絲、長
8、絲(扁平的,變形的)和短纖(11)耐熱性好;維,具有優(yōu)良的彈性,較低的彈性模量,良好的保(12
