Полимлечната киселина е биоразградим материал и един от обещаващите влакнести материали през 21-ви век.Полимлечна киселина (PLA)не съществува в природата и изисква изкуствен синтез. Суровината млечна киселина се ферментира от култури като пшеница, захарно цвекло, маниока, царевица и органични торове. Полимлечнокиселите влакна, известни още като царевични влакна, могат да се получат чрез предене.
Развитието на влакна от полимлечна киселина
Млечната киселина се съдържа в киселото мляко. По-късно учените открили, че киселината, произвеждана от мускулните движения при животни и хора, е млечна киселина. Изобретението на DuPont Corporation (изобретателят на найлона) е първото, което използва полимери на млечна киселина за приготвяне на полимерни материали от полимлечна киселина в лаборатория.
Изследванията и разработването на полилактични киселинни влакна имат история от над половин век. Cyanamid, американска компания, разработва абсорбиращи се от полилактична киселина конци през 60-те години на миналия век. През 1989 г. японската Zhong Fang и производственият институт Shimadzu си сътрудничат, за да разработят чисто предени полилактични киселинни влакна (Lacton™) и тяхната смес с естествени влакна (Corn Fiber™), които са представени на Зимните олимпийски игри в Нагано през 1998 г.; японската Unijica Corporation разработва полилактични киселинни филаменти и нетъкан текстил тип „spunbond“ (Terramac™) през 2000 г. Cargill Dow Polymers (CDP) в Съединените щати (сега NatureWorks) пуска серия от продукти (Ingeo™), обхващащи полилактични киселинни смоли, влакна и филми през 2003 г., и лицензира Trevira в Германия за производството на серията нетъкани текстилни материали Ingeo™ за употреба в области като автомобили, домашен текстил и хигиена.
Процес и приложение на влакна от полимлечна киселина
В момента, масовите нетъкани PLA тъкани се произвеждат от L-полимлечна киселина (PLLA) с висока оптична чистота като суровина, използвайки нейните високи характеристики на кристалност и ориентация, и се приготвят чрез различни процеси на предене (предене от стопилка, мокро предене, сухо предене, сухо мокро предене, електростатично предене и др.). Сред тях, влакната от полимлечна киселина, получени чрез предене от стопилка (дълги влакна, къси влакна), могат да се използват в областта на облеклото, домашния текстил и др. Производственото оборудване и процес са подобни на тези на полиестера, с добра преденост и умерени характеристики. След подходяща модификация, влакната от полимлечна киселина могат да постигнат превъзходни свойства на забавяне на горенето (самозагасване) и естествени антибактериални свойства. Въпреки това, влакната от PLA, получени чрез предене от стопилка, все още имат потенциал за подобрение по отношение на механична якост, размерна стабилност при висока температура, еластичност и устойчивост на стареене.
Мокрото предене, сухото предене, сухото мокро предене и електропреденето на полимлечнокиселинни влакна (мембрани) се използват главно в биомедицинската област. Представителни продукти включват високоякостни абсорбиращи се конци, лекарствени носители, антиадхезионни мембрани, изкуствена кожа, тъканно инженерни скелета и др.
С нарастващото търсене на нетъкани платове за еднократна употреба в медицинските, санитарните, филтрационните, декоративните и други области, нетъканите платове от полилактична киселина също се превърнаха в една от горещите точки на научноизследователската и развойна дейност.
През 90-те години на миналия век, Университетът на Тенеси в Съединените щати за първи път изучава нетъкани платове от полилактична киселина, получени чрез спанбонд и разтопен чрез раздуване. Японската компания Zhongfang впоследствие разработва нетъкани платове от полилактична киселина, получени чрез спанбонд, за селскостопански приложения, докато френската компания Fibreweb разработва нетъкани платове от полилактична киселина, получени чрез спанбонд, разтопен чрез раздуване и многослойни композитни структури (DepositaTM). Сред тях, слоят от нетъкан плат, получен чрез спанбонд, осигурява главно механична опора, докато слоят от нетъкан плат, получен чрез разтопен чрез раздуване, и слоят от нетъкан плат, получен чрез спанбонд, съвместно осигуряват бариерни, адсорбционни, филтрационни и изолационни ефекти.
Университетът Domestic Tongji, Shanghai Tongjieliang Biomaterials Co., Ltd., Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd. и други подразделения успешно са разработили нетъкани платове като предена вискоза, предена лента, горещо валцувани, горещовъздушни и др. в разработването на композитни влакна за нетъкани текстилни материали и нетъкани продукти, които се използват за еднократна употреба санитарни продукти като дамски превръзки и пелени, както и маски за лице, пакетчета чай, материали за филтриране на въздух и вода и други продукти.
Полимлечнокиселинните влакна са широко популяризирани и прилагани в автомобилните интериори, цигарените кутии и други области, благодарение на естествения си източник, биоразградимостта и екологичността.
Характеристики на влакната от полимлечна киселина
Едно от високо ценените предимства на полимлечнокиселинните влакна е способността им да се биоразграждат или абсорбират в тялото. При стандартни условия на компостиране, биоразградимостта трябва да се измерва, а продуктите от разграждането са вода и въглероден диоксид. Конвенционалните полимлечнокиселинни влакна хидролизират бавно или дори е трудно да се открият при нормална употреба или в повечето естествени среди. Например, ако се заровят в естествена почва в продължение на една година, те по принцип не се разграждат, но при нормални температурни условия на компостиране се разграждат за около седмица.
Разграждането и абсорбцията на влакна от полимлечна киселина in vivo са силно повлияни от тяхната кристалност. Симулационни експерименти за разграждане in vitro показват, че влакната от полимлечна киселина с висока кристалност все още запазват формата си и близо 80% якост след 5,3 години и може да отнеме 40-50 години, за да се разградят напълно.
Иновации и разширяване на производството на полимлечнокиселинни влакна
Като вид химически влакна, разработвани и произвеждани повече от половин век, реалната употреба на полимлечнокиселинни влакна все още е по-малко от една хилядна от полиестерните влакна. Въпреки че ценовият фактор е на първо място, неговите характеристики не могат да бъдат пренебрегнати. Модификацията е начин за разработване на полимлечнокиселинни влакна.
Китай е основен производител и потребител на химически влакна и през последните години се дава приоритет на изследванията върху модифицирани влакна от полимлечна киселина. Влакната от полимлечна киселина могат да се смесват с традиционни естествени „памук, лен и вълна“, за да се получат машинно тъкани и плетени платове с допълващи се характеристики, както и с други химически влакна като еластан и политриетилентерефталат, за да се получат платове, които са щадящи кожата, дишащи и отвеждат влагата. Те са били популяризирани в областта на тъканите за бельо.
Dongguan Liansheng Nonwoven Fabric Co., Ltd., производител на нетъкани текстилни материали и нетъкани платове, заслужава вашето доверие!
Време на публикуване: 11 юни 2024 г.