O ácido poliláctico é un material biodegradable e un dos materiais de fibra prometedores do século XXI.Ácido poliláctico (PLA)non existe na natureza e require síntese artificial. A materia prima, o ácido láctico, ferméntase a partir de cultivos como o trigo, a remolacha azucreira, a mandioca, o millo e fertilizantes orgánicos. As fibras de ácido poliláctico, tamén coñecidas como fibras de millo, pódense obter mediante fiado.
Desenvolvemento de fibras de ácido poliláctico
O ácido láctico atópase no iogur. Posteriormente, os científicos descubriron que o ácido producido polos movementos musculares en animais e humanos é o ácido láctico. A invención de DuPont Corporation (a inventora do nailon) foi a primeira en usar polímeros de ácido láctico para preparar materiais poliméricos de ácido poliláctico no laboratorio.
A investigación e o desenvolvemento de fibras de ácido poliláctico ten unha historia de máis de medio século. Cyanamid, unha empresa estadounidense, desenvolveu suturas absorbibles de ácido poliláctico na década de 1960. En 1989, Zhong Fang do Xapón e o Instituto de Fabricación Shimadzu colaboraron para desenvolver fibra de ácido poliláctico fiada pura (Lacton™) e a súa mestura con fibras naturais (Corn Fiber™), que se expuxo nos Xogos Olímpicos de Inverno de Nagano de 1998; Unijica Corporation do Xapón desenvolveu filamentos de ácido poliláctico e tecido non tecido spunbond (Terramac™) no ano 2000. Cargill Dow Polymers (CDP) nos Estados Unidos (agora NatureWorks) lanzou unha serie de produtos (Ingeo™) que abarcan resinas, fibras e películas de ácido poliláctico en 2003, e licenciou a Trevira en Alemaña para producir a serie Ingeo™ de tecidos non tecidos para o seu uso en campos como a automoción, os téxtiles para o fogar e a hixiene.
O proceso e a aplicación das fibras de ácido poliláctico
Na actualidade, os tecidos non tecidos PLA convencionais fabrícanse a partir de ácido L-poliláctico (PLLA) de alta pureza óptica como materia prima, utilizando as súas características de alta cristalinidade e orientación, e prepáranse mediante diferentes procesos de fiado (fiado por fusión, fiado en húmido, fiado en seco, fiado en húmido seco, fiado electrostático, etc.). Entre eles, as fibras de ácido poliláctico fiadas por fusión (fibras longas, fibras curtas) pódense usar nos campos da roupa, téxtiles para o fogar, etc. O equipo e o proceso de produción son similares aos do poliéster, con boa fiabilidade e rendemento moderado. Tras a modificación axeitada, as fibras de ácido poliláctico poden lograr propiedades ignífugas (autoextinguibles) e antibacterianas naturais superiores. Non obstante, a fibra PLA fiada por fusión aínda ten marxe de mellora en canto á resistencia mecánica, a estabilidade dimensional a altas temperaturas, a resiliencia e a resistencia ao envellecemento.
A fiación húmida, a fiación seca, a fiación húmida seca e a electrofiación de fibras de ácido poliláctico (membranas) utilízanse principalmente no campo biomédico. Entre os produtos representativos inclúense suturas absorbibles de alta resistencia, portadores de fármacos, membranas antiadherentes, pel artificial, andamios de enxeñaría de tecidos, etc.
Coa crecente demanda de tecidos non tecidos desbotables en campos médicos, sanitarios, de filtración, de decoración e outros, os tecidos non tecidos de ácido poliláctico tamén se converteron nun dos puntos de interese da investigación e desenvolvemento.
Na década de 1990, a Universidade de Tennessee, nos Estados Unidos, estudou por primeira vez tecidos non tecidos spunbond de ácido poliláctico e tecidos non tecidos fundidos e soplados. Posteriormente, a xaponesa Zhongfang desenvolveu tecidos non tecidos spunbond de ácido poliláctico para aplicacións agrícolas, mentres que a francesa Fibreweb desenvolveu tecidos spunbond de ácido poliláctico, tecidos non tecidos fundidos e estruturas compostas multicapa (Deposita™). Entre elas, a capa de tecido non tecido spunbond proporciona principalmente soporte mecánico, mentres que a capa de tecido non tecido fundido e a capa de tecido non tecido spunbond proporcionan conxuntamente efectos de barreira, adsorción, filtración e illamento.
A Universidade Nacional de Tongji, Shanghai Tongjieliang Biomaterials Co., Ltd., Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd. e outras unidades desenvolveron con éxito tecidos non tecidos como viscosa fiada, spunlaced, laminados en quente, aire quente, etc. no desenvolvemento de fibras compostas para tecidos non tecidos e produtos non tecidos, que se utilizan para produtos sanitarios desbotables como compresas e cueiros sanitarios, así como máscaras faciais, bolsas de té, materiais de filtrado de aire e auga e outros produtos.
A fibra de ácido poliláctico foi amplamente promovida e aplicada en interiores de automóbiles, feixes de cigarros e outras áreas debido á súa orixe natural, biodegradabilidade e respecto polo medio ambiente.
Características das fibras de ácido poliláctico
Unha das vantaxes máis recoñecidas das fibras de ácido poliláctico é a súa capacidade de biodegradación ou absorción no corpo. En condicións de compostaxe estándar, débese medir a biodegradabilidade, e os produtos de degradación son auga e dióxido de carbono. As fibras de ácido poliláctico convencionais hidrolízanse lentamente ou mesmo son difíciles de detectar no uso normal ou na maioría dos ambientes naturais. Por exemplo, se se enterran en solo natural durante un ano, basicamente non se degradan, pero en condicións de compostaxe a temperatura normal, degradábanse durante aproximadamente unha semana.
A degradación e absorción das fibras de ácido poliláctico in vivo vense moi afectadas pola súa cristalinidade. Experimentos de simulación de degradación in vitro demostraron que as fibras de ácido poliláctico de alta cristalinidade aínda manteñen a súa forma e case un 80 % de resistencia despois de 5,3 anos, e poden tardar entre 40 e 50 anos en degradarse completamente.
Innovación e expansión das fibras de ácido poliláctico
Como variedade de fibra química que se desenvolveu e produciu durante máis de medio século, o uso real da fibra de ácido poliláctico segue sendo inferior a unha milésima parte do da fibra de poliéster. Aínda que o factor custo ocupa o primeiro lugar, o seu rendemento non se pode ignorar. A modificación é unha forma de desenvolver fibras de ácido poliláctico.
A China é un importante produtor e consumidor de fibras químicas e, nos últimos anos, deuse prioridade á investigación sobre fibras de ácido poliláctico modificadas. As fibras de ácido poliláctico pódense mesturar co tradicional "algodón, liño e la" natural para fabricar tecidos de punto e tecidos a máquina con rendemento complementario, así como con outras fibras químicas como o spandex e o PTT para fabricar tecidos que reflictan efectos respectuosos coa pel, transpirables e de absorción da humidade. Foron promovidas no campo dos tecidos de roupa interior.
Dongguan Liansheng Nonwoven Fabric Co., Ltd., un fabricante de tecidos non tecidos e tecidos non tecidos, é digno da súa confianza!
Data de publicación: 11 de xuño de 2024