Polymelkzuur is een biologisch afbreekbaar materiaal en een van de veelbelovende vezelmaterialen in de 21e eeuw.Polymelkzuur (PLA)komt niet in de natuur voor en vereist kunstmatige synthese. De grondstof melkzuur wordt gefermenteerd uit gewassen zoals tarwe, suikerbieten, cassave, maïs en organische meststoffen. Polymelkzuurvezels, ook wel maïsvezels genoemd, kunnen worden verkregen door spinnen.
De ontwikkeling van polymelkzuurvezels
Melkzuur komt voor in yoghurt. Later ontdekten wetenschappers dat het zuur dat wordt geproduceerd door spierbewegingen bij dieren en mensen, melkzuur is. De uitvinding van DuPont Corporation (de uitvinder van nylon) was de eerste die melkzuurpolymeren gebruikte om polymelkzuurpolymeermaterialen in het laboratorium te bereiden.
Onderzoek en ontwikkeling van polymelkzuurvezels gaat meer dan een halve eeuw terug. Cyanamid, een Amerikaans bedrijf, ontwikkelde in de jaren 60 absorbeerbare hechtingen met polymelkzuur. In 1989 werkten het Japanse Zhong Fang en het Shimadzu Manufacturing Institute samen om zuiver gesponnen polymelkzuurvezels (LactonTM) en de mix ervan met natuurlijke vezels (Corn FiberTM) te ontwikkelen, die werden tentoongesteld tijdens de Winterspelen van Nagano in 1998; Unijica Corporation uit Japan ontwikkelde in 2000 polymelkzuurfilament en spingebonden non-woven stof (TerramacTM). Cargill Dow Polymers (CDP) in de Verenigde Staten (nu NatureWorks) bracht in 2003 een productserie (IngeoTM) uit met polymelkzuurharsen, -vezels en -folies en verleende Trevira in Duitsland een licentie voor de productie van de IngeoTM-serie non-woven stoffen voor gebruik in sectoren zoals auto's, huishoudtextiel en hygiëne.
Het proces en de toepassing van polymelkzuurvezels
Momenteel worden gangbare PLA non-wovens gemaakt met L-polymelkzuur (PLLA) met een hoge optische zuiverheid als grondstof, waarbij gebruik wordt gemaakt van de hoge kristalliniteit en oriëntatie-eigenschappen. De vezels worden geproduceerd via verschillende spinprocessen (smeltspinnen, natspinnen, droogspinnen, droog-natspinnen, elektrostatisch spinnen, enz.). Smeltgesponnen polymelkzuurvezels (lange vezels, korte vezels) kunnen worden gebruikt in kleding, huishoudtextiel, enz. De productieapparatuur en het proces zijn vergelijkbaar met die van polyester, met een goede spinbaarheid en matige prestaties. Na de juiste modificatie kunnen polymelkzuurvezels superieure vlamvertragende (zelfdovend) en natuurlijke antibacteriële eigenschappen bereiken. Smeltgesponnen PLA-vezels kunnen echter nog steeds worden verbeterd op het gebied van mechanische sterkte, maatvastheid bij hoge temperaturen, veerkracht en verouderingsbestendigheid.
Natspinnen, droogspinnen, droog-natspinnen en elektrospinnen van polymelkzuurvezels (membranen) worden voornamelijk gebruikt in de biomedische sector. Representatieve producten zijn onder andere zeer sterke, oplosbare hechtingen, medicijndragers, anti-adhesiemembranen, kunstmatige huid, scaffolds voor weefselengineering, enz.
Met de toenemende vraag naar wegwerpbare non-woven stoffen voor de medische, sanitaire, filtratie-, decoratie- en andere sectoren, zijn polymelkzuurnon-woven stoffen ook een van de hotspots voor onderzoek en ontwikkeling geworden.
In de jaren negentig bestudeerde de Universiteit van Tennessee in de Verenigde Staten voor het eerst polymelkzuur-spunbond en meltblown nonwovens. Het Japanse Zhongfang ontwikkelde vervolgens polymelkzuur-spunbond, meltblown nonwovens voor agrarische toepassingen, terwijl het Franse Fibreweb polymelkzuur-spunbond, meltblown nonwovens en meerlaagse composietstructuren (DepositaTM) ontwikkelde. De spingebonden nonwovenlaag biedt voornamelijk mechanische ondersteuning, terwijl de meltblown nonwovenlaag en de spingebonden nonwovenlaag samen zorgen voor een barrière-, adsorptie-, filtratie- en isolatie-effect.
Domestic Tongji University, Shanghai Tongjieliang Biomaterials Co., Ltd., Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd. en andere afdelingen hebben met succes non-woven stoffen ontwikkeld zoals gesponnen viscose, spunlace, warmgewalst, hetelucht, enz. bij de ontwikkeling van composietvezels voor non-wovens en non-woven producten, die worden gebruikt voor wegwerphygiëneproducten zoals maandverbanden en luiers, maar ook voor gezichtsmaskers, theezakjes, lucht- en waterfiltermaterialen en andere producten.
Polymelkzuurvezels worden op grote schaal gepromoot en toegepast in auto-interieurs, sigarettenpakjes en andere toepassingen vanwege de natuurlijke bron, biologische afbreekbaarheid en milieuvriendelijkheid.
De kenmerken van polymelkzuurvezels
Een van de veelgeprezen voordelen van polymelkzuurvezels is hun vermogen om biologisch af te breken of door het lichaam te worden opgenomen. Onder standaard composteringsomstandigheden moet de biologische afbreekbaarheid worden gemeten en de afbraakproducten zijn water en koolstofdioxide. Conventionele polymelkzuurvezels hydrolyseren langzaam of zijn zelfs moeilijk te detecteren bij normaal gebruik of in de meeste natuurlijke omgevingen. Als ze bijvoorbeeld een jaar in natuurlijke grond worden begraven, worden ze in principe niet afgebroken, maar onder normale composteringsomstandigheden met een temperatuur van ongeveer een week.
De afbraak en absorptie van polymelkzuurvezels in vivo worden sterk beïnvloed door hun kristalliniteit. Simulatie-experimenten met in-vitro-degradatie hebben aangetoond dat polymelkzuurvezels met een hoge kristalliniteit na 5,3 jaar nog steeds hun vorm en bijna 80% sterkte behouden, en dat het 40-50 jaar kan duren voordat ze volledig zijn afgebroken.
Innovatie en uitbreiding van polymelkzuurvezels
Als chemische vezelvariant die al meer dan een halve eeuw wordt ontwikkeld en geproduceerd, bedraagt het daadwerkelijke gebruik van polymelkzuurvezel nog steeds minder dan een duizendste van dat van polyestervezel. Hoewel de kostenfactor op de eerste plaats komt, mogen de prestaties niet worden genegeerd. Modificatie is een manier om polymelkzuurvezels te ontwikkelen.
China is een belangrijke producent en consument van chemische vezels en de afgelopen jaren heeft onderzoek naar gemodificeerde polymelkzuurvezels prioriteit gekregen. Polymelkzuurvezels kunnen worden gemengd met traditioneel natuurlijk "katoen, linnen en wol" om machinaal geweven en gebreide stoffen te maken met complementaire eigenschappen, en met andere chemische vezels zoals spandex en PTT om stoffen te maken die huidvriendelijk, ademend en vochtafvoerend zijn. Ze worden gepromoot in de ondergoedindustrie.
Dongguan Liansheng Niet-geweven Stof Co., Ltd., een fabrikant van non-wovens en vliesstoffen, is uw vertrouwen waard!
Plaatsingstijd: 11 juni 2024