Polüpiimhape on biolagunev materjal ja üks paljulubavamaid kiudmaterjale 21. sajandil.Polüpiimhape (PLA)looduses ei eksisteeri ja vajab kunstlikku sünteesi. Tooraine piimhape kääritatakse sellistest põllukultuuridest nagu nisu, suhkrupeet, maniokk, mais ja orgaanilised väetised. Polüpiimhappekiude, tuntud ka kui maisikiude, saab ketramise teel.
Polüpiimhappe kiudude areng
Piimhapet leidub jogurtis. Hiljem avastasid teadlased, et loomade ja inimeste lihaste liigutuste tagajärjel tekkiv hape ongi piimhape. DuPont Corporationi (nailoni leiutaja) leiutis oli esimene, mis kasutas piimhappe polümeere polüpiimhappe polümeermaterjalide valmistamiseks laboris.
Polüpiimhappekiudude uurimisel ja arendamisel on üle poole sajandi pikkune ajalugu. Ameerika ettevõte Cyanamid töötas 1960. aastatel välja polüpiimhappes imenduvad õmblusmaterjalid. 1989. aastal tegid Jaapani Zhong Fangi ja Shimadzu tootmisinstituut koostööd puhta kedratud polüpiimhappekiu (Lacton™) ja selle looduslike kiudude segu (Corn Fiber™) väljatöötamiseks, mida esitleti 1998. aasta Nagano taliolümpiamängudel; Jaapani Unijica Corporation töötas 2000. aastal välja polüpiimhappefilamentkiu ja kedratud lausriide (Terramac™). Ameerika Ühendriikide ettevõte Cargill Dow Polymers (CDP) (nüüd NatureWorks) andis 2003. aastal välja tootesarja (Ingeo™), mis hõlmas polüpiimhappevaike, -kiude ja -kilesid, ning litsentsis Saksamaal ettevõtte Trevira Ingeo™ lausriide seeria tootmiseks sellistes valdkondades nagu autotööstus, kodutekstiilid ja hügieen.
Polüpiimhappekiudude protsess ja rakendamine
Praegu valmistatakse peamisi PLA-lausriideid toorainena kõrge optilise puhtusega L-polüpiimhappest (PLLA), kasutades ära selle kõrget kristallilisust ja orientatsiooniomadusi, ning neid töödeldakse erinevate ketrusprotsesside abil (sulatusketrus, märgketrus, kuivketrus, kuivmärgketrus, elektrostaatiline ketrus jne). Nende hulgas saab sulatusketramisega saadud polüpiimhappekiude (pikad kiud, lühikesed kiud) kasutada rõivaste, kodutekstiilide jms valdkonnas. Tootmisseadmed ja -protsess on sarnased polüestriga, hea ketratavusega ja mõõduka jõudlusega. Pärast asjakohast modifitseerimist võivad polüpiimhappekiud saavutada suurepärase leegiaeglustava (isekustuva) ja loodusliku antibakteriaalse omaduse. Sulatusketramisega saadud PLA-kiul on aga veel arenguruumi mehaanilise tugevuse, kõrge temperatuuriga mõõtmete stabiilsuse, vastupidavuse ja vananemiskindluse osas.
Polüpiimhappekiudude (membraanide) märgketramist, kuivketramist, kuivmärgketramist ja elektroketramist kasutatakse peamiselt biomeditsiini valdkonnas. Tüüpiliste toodete hulka kuuluvad suure tugevusega imenduvad õmblusmaterjalid, ravimikandjad, adhesioonivastased membraanid, tehisnahk, koetehnoloogia karkassid jne.
Kuna ühekordselt kasutatavate lausriidete nõudlus meditsiini-, sanitaar-, filtreerimis-, dekoratsiooni- ja muudes valdkondades kasvab, on polüpiimhappe lausriidest saanud ka üks uurimis- ja arendustegevuse levialasid.
1990. aastatel uuris Ameerika Ühendriikide Tennessee Ülikool esmakordselt polüpiimhappega spunbond- ja sulapuhutud lausriideid. Jaapani Zhongfang arendas seejärel välja polüpiimhappega spunbond-lausriide põllumajanduslikuks kasutamiseks, samas kui Prantsusmaa Fibreweb arendas välja polüpiimhappega spunbond-lausriide, sulapuhutud lausriide ja mitmekihilised komposiitstruktuurid (Deposita™). Nende hulgas pakub spunbond-lausriidekiht peamiselt mehaanilist tuge, samas kui sulapuhutud lausriidekiht ja spunbond-lausriidekiht pakuvad koos barjääri-, adsorptsiooni-, filtreerimis- ja isolatsiooniefekte.
Kodumaine Tongji Ülikool, Shanghai Tongjieliang Biomaterials Co., Ltd., Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd. ja teised üksused on edukalt välja töötanud lausriideid, nagu kedratud viskoos, kedratud pael, kuumvaltsitud, kuuma õhuga jne, komposiitkiudude arendamiseks lausriide ja lausriidetoodete jaoks, mida kasutatakse ühekordselt kasutatavate hügieenitoodete, näiteks hügieenisidemete ja mähkmete, samuti näomaski, teekottide, õhu- ja veefiltrimaterjalide ning muude toodete jaoks.
Polüpiimhappekiudu on selle loodusliku päritolu, biolagunevuse ja keskkonnasõbralikkuse tõttu laialdaselt reklaamitud ja kasutatud autode interjöörides, sigaretipakkides ja muudes valdkondades.
Polüpiimhappe kiudude omadused
Üks polüpiimhappekiudude tunnustatud eeliseid on nende võime biolaguneda ehk organismis imenduda. Standardsetes kompostimistingimustes tuleb biolagunevust mõõta ning lagunemissaadused on vesi ja süsinikdioksiid. Tavapärased polüpiimhappekiud hüdrolüüsuvad aeglaselt või on tavakasutuses või enamikus looduslikes keskkondades isegi raskesti tuvastatavad. Näiteks kui need maetakse aastaks looduslikku pinnasesse, siis need põhimõtteliselt ei lagune, kuid tavalistes kompostimistingimustes laguneb see umbes nädala jooksul.
Polüpiimhappekiudude lagunemist ja imendumist in vivo mõjutab oluliselt nende kristallisus. Simulatsiooni in vitro lagunemiskatsed on näidanud, et kõrge kristallisusega polüpiimhappekiud säilitavad oma kuju ja peaaegu 80% tugevuse ka 5,3 aasta pärast ning täielikuks lagunemiseks võib kuluda 40–50 aastat.
Polüpiimhappekiudude innovatsioon ja laiendamine
Kuna tegemist on keemilise kiu sordiga, mida on arendatud ja toodetud üle poole sajandi, on polüpiimhappekiu tegelik kasutus siiski alla tuhandiku polüesterkiust. Kuigi maksumus on esikohal, ei saa selle toimivust eirata. Modifitseerimine on üks viis polüpiimhappekiude arendamiseks.
Hiina on keemiliste kiudude peamine tootja ja tarbija ning viimastel aastatel on prioriteediks seatud modifitseeritud polüpiimhappekiudude uurimine. Polüpiimhappekiude saab segada traditsioonilise loodusliku puuvilla, lina ja villaga, et valmistada masinkootud ja silmkoelisi kangaid, millel on täiendavad omadused, ning teiste keemiliste kiududega, näiteks spandexi ja PTT-ga, et valmistada nahasõbralikke, hingavaid ja niiskust imavaid kangaid. Neid on edendatud aluspesu kangaste valdkonnas.
Dongguan Liansheng Nonwoven Fabric Co., Ltd., lausriide ja fliismaterjalide tootja, on teie usaldust väärt!
Postituse aeg: 11. juuni 2024