Kyselina polymléčná je biologicky odbouratelný materiál a jeden z perspektivních vláknitých materiálů 21. století.Kyselina polymléčná (PLA)v přírodě neexistuje a vyžaduje umělou syntézu. Surovina kyselina mléčná se fermentuje z plodin, jako je pšenice, cukrová řepa, maniok, kukuřice, a organických hnojiv. Vlákna kyseliny polymléčné, známá také jako kukuřičná vlákna, lze získat spřádáním.
Vývoj vláken kyseliny polymléčné
Kyselina mléčná se nachází v jogurtu. Později vědci zjistili, že kyselina produkovaná pohyby svalů u zvířat a lidí je kyselina mléčná. Vynález společnosti DuPont Corporation (vynálezce nylonu) byl prvním, kdo použil polymery kyseliny mléčné k přípravě polymerních materiálů kyseliny polymléčné v laboratoři.
Výzkum a vývoj vláken z kyseliny polymléčné má historii delší než půl století. Americká společnost Cyanamid vyvinula v 60. letech 20. století vstřebatelné šicí materiály z kyseliny polymléčné. V roce 1989 japonská společnost Zhong Fang a výrobní institut Shimadzu spolupracovaly na vývoji čistě spřádaných vláken z kyseliny polymléčné (Lacton™) a jejich směsi s přírodními vlákny (Corn Fiber™), které byly vystaveny na zimních olympijských hrách v Naganu v roce 1998; japonská společnost Unijica Corporation vyvinula v roce 2000 filament z kyseliny polymléčné a netkanou textilii spunbond (Terramac™). Společnost Cargill Dow Polymers (CDP) ve Spojených státech (nyní NatureWorks) v roce 2003 uvedla na trh řadu produktů (Ingeo™) zahrnujících pryskyřice, vlákna a filmy z kyseliny polymléčné a v Německu licencovala společnost Trevira k výrobě řady netkaných textilií Ingeo™ pro použití v oblastech, jako jsou automobily, bytový textil a hygiena.
Proces a aplikace vláken kyseliny polymléčné
V současné době se běžné netkané PLA textilie vyrábějí z vysoce opticky čisté kyseliny L-polymléčné (PLLA) jako suroviny, s využitím její vysoké krystalinity a orientačních charakteristik, a připravují se různými spřádacími procesy (spřádání z taveniny, mokré spřádání, suché spřádání, suché mokré spřádání, elektrostatické spřádání atd.). Mezi nimi lze vlákna kyseliny polymléčné spřádané z taveniny (dlouhá vlákna, krátká vlákna) použít v oblasti oděvů, bytového textilu atd. Výrobní zařízení a proces jsou podobné polyesteru, s dobrou spřádatelností a středním výkonem. Po vhodné úpravě mohou vlákna kyseliny polymléčné dosáhnout vynikajících vlastností zpomalování hoření (samozhášení) a přirozených antibakteriálních vlastností. Vlákno PLA spřádané z taveniny však stále má prostor pro zlepšení v oblasti mechanické pevnosti, rozměrové stability za vysokých teplot, pružnosti a odolnosti proti stárnutí.
Mokré zvlákňování, suché zvlákňování, suché mokré zvlákňování a elektrostatické zvlákňování vláken kyseliny polymléčné (membrán) se používají hlavně v biomedicíně. Mezi reprezentativní produkty patří vysoce pevné vstřebatelné šicí materiály, nosiče léčiv, antiadhezivní membrány, umělá kůže, lešení pro tkáňové inženýrství atd.
S rostoucí poptávkou po jednorázových netkaných textiliích v lékařství, hygieně, filtraci, dekoraci a dalších oblastech se netkané textilie s kyselinou polymléčnou staly jedním z hlavních témat výzkumu a vývoje.
V 90. letech 20. století se Univerzita v Tennessee ve Spojených státech nejprve zabývala netkanými textiliemi z polymléčné kyseliny spunbond a tavným blownováním. Japonská společnost Zhongfang následně vyvinula netkané textilie z polymléčné kyseliny spunbond pro zemědělské aplikace, zatímco francouzská společnost Fibreweb vyvinula netkané textilie z polymléčné kyseliny spunbond, tavné blown a vícevrstvé kompozitní struktury (Deposita™). Vrstva netkané textilie spunbond poskytuje především mechanickou oporu, zatímco vrstva netkané textilie spunbond a vrstva netkané textilie spunbond společně poskytují bariérové, adsorpční, filtrační a izolační účinky.
Univerzita Domestic Tongji, Shanghai Tongjieliang Biomaterials Co., Ltd., Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd. a další jednotky úspěšně vyvinuly netkané textilie, jako je spunlaced viskóza, spunlaced, za tepla válcované, horkovzdušné atd., při vývoji kompozitních vláken pro netkané textilie a netkané výrobky, které se používají pro jednorázové hygienické výrobky, jako jsou hygienické vložky a pleny, stejně jako pro obličejové masky, čajové sáčky, materiály pro filtraci vzduchu a vody a další výrobky.
Vlákno kyseliny polymléčné se díky svému přírodnímu zdroji, biologické rozložitelnosti a šetrnosti k životnímu prostředí široce propaguje a používá v interiérech automobilů, krabičkách cigaret a dalších oblastech.
Vlastnosti vláken kyseliny polymléčné
Jednou z vysoce uznávaných výhod vláken kyseliny polymléčné je jejich schopnost biologicky se rozkládat nebo vstřebávat v těle. Za standardních kompostovacích podmínek je nutné měřit biologickou rozložitelnost a produkty rozkladu jsou voda a oxid uhličitý. Konvenční vlákna kyseliny polymléčné hydrolyzují pomalu nebo je jejich hydrolýza za běžného používání nebo ve většině přírodních prostředí dokonce obtížná. Například pokud jsou pohřbena v přírodní půdě po dobu jednoho roku, v podstatě se nerozkládají, ale za normálních teplotních kompostovacích podmínek se rozkládají přibližně týden.
Degradace a absorpce vláken kyseliny polymléčné in vivo jsou do značné míry ovlivněny jejich krystalinitou. Simulační experimenty s degradací in vitro ukázaly, že vlákna kyseliny polymléčné s vysokou krystalinitou si i po 5,3 letech zachovávají svůj tvar a téměř 80% pevnost a jejich úplná degradace může trvat 40–50 let.
Inovace a rozšíření vláken kyseliny polymléčné
Jako druh chemických vláken, který se vyvíjí a vyrábí již více než půl století, je skutečné využití vláken kyseliny polymléčné stále méně než tisícina polyesterových vláken. Přestože je faktor ceny na prvním místě, nelze ignorovat jejich výkon. Modifikace je způsob, jak vyvinout vlákna kyseliny polymléčné.
Čína je významným producentem a spotřebitelem chemických vláken a v posledních letech se výzkum modifikovaných vláken kyseliny polymléčné dostává do popředí. Vlákna kyseliny polymléčné lze míchat s tradiční přírodní „bavlnou, lnem a vlnou“ za účelem výroby strojově tkaných a pletených tkanin s doplňkovými vlastnostmi, a také s dalšími chemickými vlákny, jako je spandex a PTT, za účelem výroby tkanin, které jsou šetrné k pokožce, prodyšné a odvádějí vlhkost. Byly propagovány v oblasti tkanin pro spodní prádlo.
Dongguan Liansheng Nonwoven Fabric Co., Ltd., výrobce netkaných textilií a netkaných textilií, si zaslouží vaši důvěru!
Čas zveřejnění: 11. června 2024