聚乳酸纖維的性能及應(yīng)用

聚乳液纖維（pla）通常被稱為玉米纖維。它是一種完全生物降解的結(jié)合纖維。聚乳酸纖維以植物為原料制取,其制品廢棄后在土壤或海水中經(jīng)微生物作用可分解成二氧化碳和水,燃燒時不會散發(fā)毒氣而造成污染,是一種可持續(xù)發(fā)展的綠色環(huán)保纖維。聚乳酸纖維具有許多優(yōu)異的特性,如回彈性好、著色效果好、吸濕透氣性好、抗紫外線、抗起皺、抗菌、不易燃、可降解,因此,它從1948年面世以來一直是相關(guān)企業(yè)和科研院所的研發(fā)對象,同時也深受服裝面料企業(yè)的青睞,被廣泛應(yīng)用于家紡、服裝、填充料以及無紡布。一、天然纖維和合成纖維的優(yōu)缺點聚乳酸纖維充分體現(xiàn)了天然纖維和合成纖維的優(yōu)點,同時克服了天然纖維和合成纖維的一些缺點,如它具有天然纖維的降解性、吸濕透氣性和舒適性,又克服了天然纖維強度低、服裝面料易變形等缺點;它天生阻燃,同時也不像棉、粘膠那樣容易滋生細菌。1.聚乳酸纖維的廢棄物環(huán)境聚乳酸纖維是以玉米、甜菜等一年生植物為原料發(fā)酵成乳酸再聚合而成,完全不使用石油化工原料,其廢棄物在土壤和海水中的微生物作用下分解成二氧化碳和水,二氧化碳和水經(jīng)光合作用又變成乳酸的原料——淀粉。整個過程是可完全循環(huán)再生的,不會對地球環(huán)境造成污染。聚乳酸纖維被埋入土中2～3年后,就會自然降解;如果與其他有機廢棄物一同掩埋在土中,它在幾個月內(nèi)便會分解。2.強度要私家車好與天然纖維如棉、粘膠、麻、羊毛等相比,聚乳酸纖維的強度要高出許多(表1)。它與植物纖維混紡后制成的服裝面料,集中了二者的優(yōu)勢,面料的強度、耐用性得到提高,面料的挺括度、保型性、起毛起球性也得到改善。3.纖維導(dǎo)濕性的比較將100%聚乳酸纖維和100%滌綸(PET)纖維做成的針刺無紡布分別剪成一定寬度和長度的長條,對其進行芯吸速率對比試驗(圖1),聚乳酸纖維與普通滌綸纖維的導(dǎo)濕性比較詳見表2。由表2可以看出,聚乳酸纖維的導(dǎo)濕性是普通滌綸纖維的2倍。4.聚乳酸纖維的阻燃性能聚乳酸纖維具有與生俱來的阻燃性,不需經(jīng)過后整理極限氧指數(shù)就可達到26%。表3是聚乳酸纖維與其他纖維的極限氧指數(shù)和發(fā)熱量比較,很顯然,聚乳酸纖維的極限氧指數(shù)為最高,而發(fā)熱量較低,所以具有良好的阻燃性;而且聚乳酸的發(fā)煙量最小、自熄時間最短(表4),也充分表明了聚乳酸纖維本身擁有的良好阻燃性。5.生活法上的其他天然纖維聚乳酸纖維導(dǎo)濕性好但含水量不高,這種特性極大地降低了細菌滋生的可能性,這一其他天然纖維無可比擬的優(yōu)點,使得它非常適合于做衛(wèi)生材料。二、聚乳液纖維的類型和用途目前市場上實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)的聚乳酸纖維按用途分有5大類:紡紗、無紡、填料、低熔點聚合物和雙組份纖維。1.細旦聚乳酸纖維紗線的生產(chǎn)聚乳酸纖維的天生阻燃性和不支持細菌繁殖的特性,使它在家紡面料方面得到了廣泛的認可。目前,采用常規(guī)紡絲法就可紡出細旦聚乳酸纖維,然后紡出60S的紗線,這種紗線非常適用于高密高支床品及仿絲綢、緞紋產(chǎn)品的織造。與紡織用滌綸纖維相比,聚乳酸纖維的物理特性決定了最終的成品手感滑爽、透氣透濕、美觀大方且很顯高檔,二者的物理指標對比見表5。2.主要物理指標對比有紡與無紡用聚乳酸纖維最大的差異是可染性。由于無紡布大多數(shù)用作產(chǎn)業(yè)用和技術(shù)用紡織品,不需像服裝面料一樣具有小批量、多品種、多顏色的要求,所以不需染色。衛(wèi)材用纖維有一些特殊要求,與衛(wèi)材用滌綸纖維相比,聚乳酸纖維的物理特性可以更好地滿足這些要求,二者的主要物理指標對比見表6。聚乳酸纖維的良好生物相容性和降解性使之可以作為醫(yī)療衛(wèi)生用品,如用作尿片、女士用品等用即棄制品,手術(shù)衣、手術(shù)覆蓋布、口罩、紗布、各種吸液材料以及其他生理衛(wèi)生用品。此外,由于它具有天生的阻燃性及不滋生細菌的特點,聚乳酸纖維近幾年來在汽車內(nèi)飾材料和家具包覆材料方面的應(yīng)用也在逐漸增加。3.雙組分纖維—填充料用聚乳酸纖維聚乳酸纖維雖然來源于草本植物,但與其他天然纖維不同的是,它可以根據(jù)需要設(shè)計成不同細度、不同中空度的中空型纖維,這種中空纖維的回彈性比棉、粘膠、天絲、莫代爾的回彈性都要好。另外,聚乳酸纖維的阻燃性和抗菌性,也使得它具備安全、健康、環(huán)保的特點,因此它非常適用于床品、嬰兒用品、兒童玩具的填料。目前常用的聚乳酸中空填料纖維分干爽型和滑爽型2種類型,有4D中空、7D中空和10D中空3個規(guī)格,它們的主要物理指標見表7。4.高熔點聚乳酸纖維混紡紗常規(guī)的聚乳酸纖維熔點是165～175℃,低熔點聚乳酸纖維是一種皮芯層結(jié)構(gòu)的復(fù)合聚乳酸纖維,皮層聚乳酸熔點是130℃,芯層聚乳酸熔點為170℃。由于自身物理特性的原因,低熔點聚乳酸纖維在與棉、粘膠、羊毛、聚乳酸纖維或其他高性能纖維混紡時作為粘著劑,混紡后的纖維目前大量用于家用床品、被子、立式棉等厚型產(chǎn)品及(水刺)衛(wèi)生巾導(dǎo)流層等薄型產(chǎn)品。在烘箱中加熱粘合時,根據(jù)烘箱長度及效率的不同、生產(chǎn)線速度不同,溫度可選擇為125～135℃之間。低熔點聚乳酸纖維目前主要有3種規(guī)格,2D*51mm、4D*51mm和6D*51mm,這幾種不同規(guī)格的低熔點聚乳酸纖維主要物理指標見表8。5.皮質(zhì)熔點產(chǎn)品PLA/PET是一種改性的低熔點聚乳酸纖維,皮層熔點也在125～135℃,主要用于對環(huán)保有特殊要求產(chǎn)品的粘合劑。這種雙組份纖維多是根據(jù)用戶的要求開發(fā),目前只有4D*51mm一種規(guī)格。三、無紡專用聚乳酸纖維聚乳酸纖維經(jīng)過這幾年的發(fā)展,已經(jīng)完全實現(xiàn)了商業(yè)化生產(chǎn),最初出現(xiàn)的一些難題如服裝用聚乳酸纖維染色難度大、填料用中空聚乳酸纖維易成粉狀等問題也得到了解決,并且開發(fā)了無紡專用聚乳酸纖維,產(chǎn)品性能得到了逐步提高,成本也不斷降低