Polipienskābe ir bioloģiski noārdāms materiāls un viens no daudzsološākajiem šķiedru materiāliem 21. gadsimtā.Polipienskābe (PLA)dabā nepastāv un ir nepieciešama mākslīga sintēze. Izejviela pienskābe tiek fermentēta no tādām kultūrām kā kvieši, cukurbietes, manioka, kukurūza un organiskie mēslošanas līdzekļi. Polipienskābes šķiedras, kas pazīstamas arī kā kukurūzas šķiedras, var iegūt, vērpjot.
Polipienskābes šķiedru attīstība
Pienskābe ir atrodama jogurtā. Vēlāk zinātnieki atklāja, ka skābe, ko rada dzīvnieku un cilvēku muskuļu kustības, ir pienskābe. DuPont Corporation (neilona izgudrotāja) izgudrojums bija pirmais, kas izmantoja pienskābes polimērus, lai laboratorijā sagatavotu polipienskābes polimēru materiālus.
Polipienskābes šķiedru pētniecībai un attīstībai ir vairāk nekā pusgadsimta vēsture. Amerikāņu uzņēmums Cyanamid 20. gs. sešdesmitajos gados izstrādāja polipienskābes absorbējamās šuves. 1989. gadā Japānas Džun Fana un Šimadzu ražošanas institūts sadarbojās, lai izstrādātu tīri vērptu polipienskābes šķiedru (Lacton™) un tās maisījumu ar dabīgajām šķiedrām (Corn Fiber™), kas tika izstādīts 1998. gada Nagano ziemas olimpiskajās spēlēs; Japānas korporācija Unijica 2000. gadā izstrādāja polipienskābes pavedienu un vērptu neaustu audumu (Terramac™). Cargill Dow Polymers (CDP) Amerikas Savienotajās Valstīs (tagad NatureWorks) 2003. gadā izlaida produktu sēriju (Ingeo™), kas aptver polipienskābes sveķus, šķiedras un plēves, un licencēja Trevira Vācijā Ingeo™ neausto audumu sērijas ražošanai tādās jomās kā automobiļi, mājas tekstils un higiēna.
Polipienskābes šķiedru process un pielietojums
Pašlaik galvenie PLA neaustie audumi tiek izgatavoti no augstas optiskās tīrības L-polipienskābes (PLLA) kā izejvielas, izmantojot tās augsto kristāliskumu un orientācijas īpašības, un tiek sagatavoti, izmantojot dažādus vērpšanas procesus (kausēšanas vērpšanu, mitro vērpšanu, sauso vērpšanu, sauso mitro vērpšanu, elektrostatisko vērpšanu utt.). Starp tiem kausēšanas vērptās polipienskābes šķiedras (garās šķiedras, īsās šķiedras) var izmantot apģērbu, mājas tekstila u.c. jomā. Ražošanas iekārtas un process ir līdzīgs poliesterim, ar labu vērpjamību un mērenu veiktspēju. Pēc atbilstošas modifikācijas polipienskābes šķiedras var sasniegt izcilas liesmas slāpēšanas (pašdziestošas) un dabiskas antibakteriālas īpašības. Tomēr kausēšanas vērptajai PLA šķiedrai joprojām ir iespējas uzlabot mehānisko izturību, augstas temperatūras izmēru stabilitāti, noturību un izturību pret novecošanos.
Biomedicīnas jomā galvenokārt tiek izmantota polipienskābes šķiedru (membrānu) mitrā vērpšana, sausā vērpšana, sausā mitrā vērpšana un elektrovērpšana. Pie tipiskiem produktiem pieder augstas stiprības absorbējošie šuvju materiāli, zāļu nesēji, antiadhezīvās membrānas, mākslīgā āda, audu inženierijas karkasi utt.
Pieaugot pieprasījumam pēc vienreizlietojamiem neaustiem audumiem medicīnas, sanitārajā, filtrācijas, dekorēšanas un citās jomās, polipienskābes neaustie audumi ir kļuvuši arī par vienu no pētniecības un attīstības karstajiem punktiem.
Deviņdesmitajos gados Tenesī štata Universitāte Amerikas Savienotajās Valstīs pirmo reizi pētīja polipienskābes vērptos un kausēti pūstos neaustos audumus. Pēc tam Japānas uzņēmums Zhongfang izstrādāja polipienskābes vērptos neaustos audumus lauksaimniecības vajadzībām, savukārt Francijas uzņēmums Fibreweb izstrādāja polipienskābes vērptos, kausēti pūstos neaustos audumus un daudzslāņu kompozītmateriālu struktūras (DepositaTM). Starp tiem vērptā neausta auduma slānis galvenokārt nodrošina mehānisku atbalstu, savukārt kausēti pūstā neausta auduma slānis un vērptā neausta auduma slānis kopā nodrošina barjeras, adsorbcijas, filtrācijas un izolācijas efektus.
Vietējā Tongji universitāte, Shanghai Tongjieliang Biomaterials Co., Ltd., Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd. un citas vienības ir veiksmīgi izstrādājušas neaustos audumus, piemēram, vērptu viskozi, vērptu, karsti velmētu, karstā gaisa utt., kompozītšķiedru izstrādē neaustiem materiāliem un neaustiem izstrādājumiem, ko izmanto vienreizlietojamiem higiēnas izstrādājumiem, piemēram, higiēniskajām salvetēm un autiņbiksītēm, kā arī sejas maskām, tējas maisiņiem, gaisa un ūdens filtrēšanas materiāliem un citiem izstrādājumiem.
Polipienskābes šķiedra ir plaši reklamēta un pielietota automobiļu interjeros, cigarešu saišķos un citās vietās, pateicoties tās dabiskajam avotam, bioloģiskajai noārdīšanās spējai un videi draudzīgumam.
Polipienskābes šķiedru īpašības
Viena no augsti novērtētajām polipienskābes šķiedru priekšrocībām ir to spēja bioloģiski noārdīties jeb absorbēties organismā. Standarta kompostēšanas apstākļos bioloģiskā noārdīšanās ir jāmēra, un noārdīšanās produkti ir ūdens un oglekļa dioksīds. Parastās polipienskābes šķiedras hidrolizējas lēni vai pat grūti nosakāmas normālas lietošanas vai dabiskās vides apstākļos. Piemēram, ja tās gadu apglabā dabiskā augsnē, tās būtībā nesadalās, bet normālos kompostēšanas temperatūras apstākļos tās sadalās apmēram nedēļu.
Polipienskābes šķiedru noārdīšanos un absorbciju in vivo lielā mērā ietekmē to kristāliskums. Simulācijas in vitro noārdīšanās eksperimenti ir parādījuši, ka augstas kristāliskuma polipienskābes šķiedras joprojām saglabā savu formu un gandrīz 80% izturību pēc 5,3 gadiem, un pilnīgai noārdīšanai var būt nepieciešami 40–50 gadi.
Polipienskābes šķiedru inovācija un paplašināšana
Tā kā polipienskābes šķiedras ir ķīmiskās šķiedras veids, kas tiek izstrādāts un ražots vairāk nekā pusgadsimtu, tās faktiskais patēriņš joprojām ir mazāks par vienu tūkstošdaļu no poliestera šķiedras. Lai gan izmaksu faktors ir pirmajā vietā, tās veiktspēju nevar ignorēt. Modifikācija ir veids, kā attīstīt polipienskābes šķiedras.
Ķīna ir nozīmīga ķīmisko šķiedru ražotāja un patērētāja, un pēdējos gados prioritāte ir piešķirta modificētu polipienskābes šķiedru pētījumiem. Polipienskābes šķiedras var sajaukt ar tradicionālo dabisko “kokvilnu, linu un vilnu”, lai iegūtu mašīnaustus un trikotāžas audumus ar papildinošām īpašībām, kā arī ar citām ķīmiskajām šķiedrām, piemēram, spandeksu un poliestera trikotāžas šķiedrām, lai iegūtu audumus, kas atspoguļo ādai draudzīgus, elpojošus un mitrumu uzsūcošus efektus. Tās ir popularizētas apakšveļas audumu jomā.
Dongguan Liansheng Neausto audumu Co., Ltd., neausto audumu un flizeru ražotājs, ir jūsu uzticības cienīgs!
Publicēšanas laiks: 2024. gada 11. jūnijs