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1、棉纺织技术第32卷第4期【62】·254·CottonTextileTechnology2004年4月环球纺织聚乳酸纤维的性能特征及其产品开发耿琴玉胡学梅(南通纺织职业技术学院)聚乳酸(PLA)纤维是以玉米、小麦等淀粉为的)和短纤维等。原料,经发酵转化成乳酸,再经聚合、熔融纺丝而制成。这种纤维在土壤或水中,会在微生物的作2聚乳酸纤维的特性用下分解成CO2和水,随后在阳光的光合作用下,又会成为淀粉的起始原料。由于这是一个循环的2.1生态性过程,所以很多专家把聚乳酸纤维称为“21世纪图1为聚乳酸纤维的自然循环过程。的环境循环材料”。加上其低廉的原料成本和优
2、良的性能,使之具有极高的开发价值。文中通过对聚乳酸纤维的分析,提出了聚乳酸纤维适合开发的产品品种,以期能对聚乳酸纤维的产品开发起到指导作用。1聚乳酸纤维的纺制图1聚乳酸纤维的自然循环过程聚乳酸纤维的原料主要是玉米淀粉。首先由从图1可以看出,聚乳酸纤维是以淀粉制得简单有效的方法将其制成果糖,再经发酵而转化的乳酸为原料,具有生物降解性,其废弃物埋入土成聚乳酸聚合体。因乳酸中含有一个活性碳原壤中后,在土壤和水中的微生物作用下,大约经过子,有旋光性,因此其聚合物有右旋聚乳酸(PD21年～2年的时间,可分解成二氧化碳和水,其产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减少在大气中的LA)、非旋光性聚乳酸(meso2PLA)等几种不同旋光含量,对环境不会造成污染。燃烧聚乳酸纤维时,性的聚合物。用于制备纤维的聚乳酸一般是左旋几乎没有一氧化氮放出,对空气质量没有污染,是聚乳酸(PLLA)。完全意义上的“环保纤维”。制备聚乳酸纤维最常用的方法主要有溶液纺2.2主要性能丝法和熔融纺丝法。由于溶液纺丝法的工艺较为表1为日本钟纺公司生产的聚乳酸纤维的性复杂,溶剂较难回收,纺丝环境恶劣,并且所采用能特征与涤纶、锦纶6纤维的主要性能特征。的溶剂有毒,需经特殊处理后才能适合用于医疗表1聚乳
4、酸纤维与涤纶、锦纶6纤维主要性能特征卫生领域,加上聚乳酸合成的成本较高,使其最终项目聚乳酸纤维涤纶锦纶6产品成本更高,限制了其应用。目前一般都采用-3体积质量/g·cm1.271.381.14熔融纺丝法进行纺制。各种用于生产涤纶纤维的熔点/℃175260215玻璃化温度/℃577040现有熔融纺丝工艺,包括高速纺丝一步法、纺丝回潮率(标准态)/%0.50.44.5-1———拉伸二步法等都可采用。燃烧热/J·g190002300031000-14.0～5.0410～5.04.0～5.3断裂强度/cN·dtex由于熔融状态下聚乳酸易分解,因此在熔融伸长率/
5、%303040纺丝前必须严格除去水分,并且纺丝温度控制要杨氏模量/kg·mm-2400～6001200300适用染料种类分散染料分散染料酸性染料适当,不能太高,一般应低于200℃,可制得各种染色温度/℃100130100形态的纤维。如:单丝、复丝、长丝(扁平的,变形第32卷第4期棉纺织技术2004年4月CottonTextileTechnology·255·【63】由表1可知:有干爽感,还可赋予优良的形态稳定性和抗皱性;3(1)聚乳酸纤维的体积质量(1.27g/cm)比涤它以人体含有的乳酸作原料合成的乳酸聚合3纶的(1.38g/cm)小,因此,其产品比
6、较轻盈;物,不会刺激皮肤,对人体而言绝对安全舒适,并(2)回潮率虽然与涤纶接近,但其具有芯吸效且对人体健康有益,非常适合制作内衣面料。采应;用聚乳酸短纤维纯纺或与其他天然纤维(棉、羊(3)有很好的导湿透气性,有良好的服用舒适毛、蚕丝)混纺开发纬编针织面料做内衣,具有极性;好的舒适性。(4)断裂强度和断裂伸长率与涤纶接近,但模3.1.2运动衣面料量小(与锦纶相近),属于高强、中伸、低模型纤维,对运动衣的要求是柔软、弹性好;重量轻、耐制成的织物强力高、延伸性好,手感柔软、悬垂性穿耐用;吸湿性好,尤其是排汗速度要快,使服装好,回弹性好;干爽。聚乳酸纤维具有良
7、好的芯吸性能、吸湿性(5)有较好的卷曲性和卷曲持久性;能以及快干效应,具有较小的体积质量,其强伸性(6)抗紫外线(UV)稳定性好;与涤纶接近,非常适合开发运动服装。可以用短(7)可以用分散染料染色,对于染色、后加工纤维成纱或直接用长丝进行织造(针织)。或树脂加工等的加工适应性好;3.1.3女装和休闲装面料(8)热粘结温度可以控制;女装和休闲装对面料的要求是柔软、有飘逸(9)结晶熔融温度可以在120℃～170℃范围感;悬垂性要好,具有优良的弹性且色泽艳丽。通内变化;过常规熔融纺丝方法制得的各种形态的聚乳酸纤(10)可燃性低、发烟量小;维,如单丝、复丝、长
8、丝(扁平的,变形的)和短纤(11)耐热性好;维,具有优良的弹性,较低的弹性模量,良好的保(12
