聚乳酸纖維性能研究及產(chǎn)品開發(fā)開題報告

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1、開題報告聚乳酸纖維性能研究及產(chǎn)品開發(fā)一、選題的背景、意義1.聚乳酸纖維的生產(chǎn)現(xiàn)狀最早用玉米為原料的纖維生產(chǎn)于1948年，產(chǎn)品名為“維卡拉”，為玉米蛋白質(zhì)纖維，由美國維吉尼亞——卡里羅來納化學(xué)公司于1948年至1957年批量生產(chǎn)。聚乳酸的研究和開發(fā)歷史則可以追溯到20世紀(jì)30年代，當(dāng)時著名高分子化學(xué)家Carothers曾對聚乳酸的合成做過報道。1944年Filachiene在Hovey、Hodgins及Begji研究的基礎(chǔ)上，對聚乳酸的聚合方法進行了系統(tǒng)的研究。1954年DuPont公司采用新的聚合方法制備出了高分子量的聚乳酸。1962年美國cyanamid公司用聚

2、乳酸制成了性能優(yōu)異的可吸收縫合線。20世紀(jì)70年代聚乳酸在人體內(nèi)的易分解性和分解產(chǎn)物的高度安全性得到了確認(rèn)，作為少數(shù)被美國食品及藥物管理局(FDA)批準(zhǔn)的生物降解醫(yī)用材料【1】。而目前，只有美國、日本及德國幾家公司對聚乳酸的大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)進行了研究和開發(fā)。1997年，化學(xué)公司Dowpolymers看好聚乳酸纖維的后期發(fā)展，與美國知名谷物公司Cargll公司各出資50％合資組建CDP公司，1999年開始在美國內(nèi)布拉斯加州建造年產(chǎn)14萬噸PLA聚合物樹脂的新工廠，并于2002年初正式投產(chǎn)，目前總產(chǎn)量已達20萬噸，營業(yè)額至少達3億美元，其中30％輸往日本。1989年，日

3、本鐘紡公司與島滓制作所合作開發(fā)玉米聚乳酸纖維，原料來源于島津制作所和CDP公司，并于1994年開發(fā)出商品名為Lactron的纖維，1998年又開發(fā)出用此纖維制造的系列服飾產(chǎn)品，并于長野冬季奧林匹克運動會上進行了展示。2000年1月，鐘紡公司與CDP合作，聯(lián)合生產(chǎn)聚乳酸纖維樹脂。此外，日本的尤尼吉卡和倉敷公司也相繼使用CDP公司的PLA聚合物紡制長絲、短纖或用紡粘法生產(chǎn)非織造布產(chǎn)品。2002年4月在瑞士日內(nèi)瓦舉辦的非織造布貿(mào)易展覽會Index02上，日本大阪的纖維生產(chǎn)商KaneboGohsen有限公司作了有關(guān)PLA纖維的報告。該公司目前的生產(chǎn)能力為700t／年，并可

4、能根據(jù)發(fā)展的需求擴大生產(chǎn)規(guī)模。德國inventafischerwc公司的年產(chǎn)3000噸聚乳酸中試實驗裝置也已獲得成功，并著手進行年產(chǎn)1萬噸的生產(chǎn)線的開發(fā)。目前，聚乳酸纖維成本過高的問題亦因cDP公司聚乳酸樹脂工廠的投產(chǎn)而得到解決【2】?，F(xiàn)在，世界各工廠生產(chǎn)的聚乳酸纖維的原料絕大部分來自美國CDP公司，而杜邦公司等也有建廠計劃。迄今為止，全球已有85個公司參與Cargill一Dow公司的PLA的開發(fā)和纖維生產(chǎn)銷售網(wǎng)，其中包括日本東麗、伊藤忠以及中國臺灣的遠紡集團和上海華源、世好公司等。華源公司的PLA纖維加彈絲、拉伸絲及布樣已在2003年3月的上海國際面料展亮相[3

5、]。2.聚乳酸紡織品的研究現(xiàn)狀聚乳酸纖維屬于生物降解高分子產(chǎn)品。具備了環(huán)保型紡織品的特征，而且具有一些優(yōu)良的性能特點，在服裝面料及產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域有良好的發(fā)展前景，將成為新世紀(jì)纖維生產(chǎn)與應(yīng)用中的主導(dǎo)型產(chǎn)品之一【4】。但由于該纖維目前只有美、日、德等國的少數(shù)公司生產(chǎn)，在面料生產(chǎn)尚未得到廣泛的應(yīng)用。國內(nèi)外對于聚乳酸紡織品的研究主要集中在以下幾方面【5】。l、聚乳酸纖維性能的研究，包括與紡織加工與使用相關(guān)的纖維的物理、化學(xué)性能的研究、可降解性能的研究、及與其它各類纖維的性能進行比較。2、聚乳酸纖維生產(chǎn)工藝的研究，主要研究該纖維的分子結(jié)構(gòu)、聚合方法、生產(chǎn)工藝等。3、聚乳酸

6、纖維染色工藝的研究，主要研究該纖維染色所用染料、染色工藝條件、染色對于纖維性能的影響等。3.意義在當(dāng)今的紡織行業(yè)中，新產(chǎn)品層出不窮，新原料的織物也不斷涌現(xiàn)。雖然聚乳酸纖維具有良好的環(huán)保性，但要想在競爭激烈的市場中擁有一席之地，產(chǎn)品必須獨具特色，才能贏得市場的青睞。聚乳酸纖維由于具有優(yōu)良的性能特點，在服裝面料及產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域有良好的發(fā)展前景。但對于聚乳酸紡織品的研究，特別是對于其面料的服用性能特點，以及面料的設(shè)計與生產(chǎn)的研究還有待深入。正是在這種背景下，我們確立了“聚乳酸纖維性能研究及產(chǎn)品開發(fā)”這一課題，希望通過研究，來促進聚乳酸纖維的開發(fā)與應(yīng)用【6】.二、相關(guān)研

7、究的最新成果及動態(tài)聚乳酸纖維可制成單絲、復(fù)絲、變形絲。由于聚乳酸纖維具有良好的強度與較高的斷裂伸長率，纖維柔軟，并且有較大的表面粘性，抱合力強，因而具有良好的紡紗性能，可以制成短纖維，用于純紡各種紗支的短纖單紗或股線，也可與其它各類纖維混紡【7】。聚乳酸紗線還可以與各類纖維的紗線進行交并、交織，獲得各種新穎獨特的織物風(fēng)格。聚乳酸紗線可以制成機織物、針織物、非織造布等，在服裝、產(chǎn)業(yè)、裝飾等領(lǐng)域均有較好的應(yīng)用前景【8】。服裝用織物聚乳酸纖維可以通過改變長度、細(xì)度與表面形態(tài)，或與其它纖維混紡或交織，鍘成棉型、毛型、麻型、長絲型織物。而纖維之間的復(fù)合應(yīng)用，便各種纖維的性能

8、相互融合，