Polymelkesyre er et biologisk nedbrytbart materiale og et av de lovende fibermaterialene i det 21. århundre.Polymelkesyre (PLA)finnes ikke i naturen og krever kunstig syntese. Råmaterialet melkesyre gjæres fra avlinger som hvete, sukkerroer, kassava, mais og organisk gjødsel. Polymelkesyrefibre, også kjent som maisfibre, kan utvinnes ved spinning.
Utviklingen av polymelkesyrefibre
Melkesyre finnes i yoghurt. Senere oppdaget forskere at syren som produseres av muskelbevegelser hos dyr og mennesker er melkesyre. Oppfinnelsen til DuPont Corporation (oppfinneren av nylon) var den første som brukte melkesyrepolymerer til å fremstille polymelkesyrepolymermaterialer i laboratoriet.
Forskning og utvikling av polymelkesyrefibre har en historie på over et halvt århundre. Cyanamid, et amerikansk selskap, utviklet absorberbare suturer av polymelkesyre på 1960-tallet. I 1989 samarbeidet Japans Zhong Fang og Shimadzu Manufacturing Institute for å utvikle ren spunnet polymelkesyrefiber (LactonTM) og blandingen av denne med naturlige fibre (Corn FiberTM), som ble utstilt på vinter-OL i Nagano i 1998. Unijica Corporation i Japan utviklet polymelkesyrefilament og spunnet ikke-vevd stoff (TerramacTM) i 2000. Cargill Dow Polymers (CDP) i USA (nå NatureWorks) lanserte en serie produkter (IngeoTM) som dekker polymelkesyreharpikser, fibre og filmer i 2003, og lisensierte Trevira i Tyskland til å produsere IngeoTM-serien med ikke-vevde stoffer for bruk innen felt som biler, hjemmetekstiler og hygiene.
Prosessen og anvendelsen av polymelkesyrefibre
For tiden er vanlige PLA-ikke-vevde stoffer laget av L-polymelkesyre (PLLA) med høy optisk renhet som råmateriale, ved å bruke dens høye krystallinitet og orienteringsegenskaper, og fremstilles gjennom forskjellige spinningsprosesser (smeltespinning, våtspinning, tørrspinning, tørrvåtspinning, elektrostatisk spinning, etc.). Blant disse kan smeltespunnede polymelkesyrefibre (lange fibre, korte fibre) brukes innen klær, hjemmetekstiler, etc. Produksjonsutstyret og prosessen ligner på polyester, med god spinnbarhet og moderat ytelse. Etter passende modifisering kan polymelkesyrefibre oppnå overlegen flammehemmende (selvslukkende) og naturlige antibakterielle egenskaper. Imidlertid har smeltespunnet PLA-fiber fortsatt rom for forbedring i mekanisk styrke, dimensjonsstabilitet ved høy temperatur, elastisitet og aldringsmotstand.
Våtspinning, tørrspinning, tørrvåtspinning og elektrospinning av polymelkesyrefibre (membraner) brukes hovedsakelig innen biomedisinsk felt. Representative produkter inkluderer absorberbare suturer med høy styrke, legemiddelbærere, antiklevende membraner, kunstig hud, vevsteknikkstillas, etc.
Med den økende etterspørselen etter engangs ikke-vevde stoffer innen medisin, sanitær, filtrering, dekorasjon og andre felt, har ikke-vevde stoffer av polymelkesyre også blitt et av de viktigste forsknings- og utviklingspunktene.
På 1990-tallet studerte University of Tennessee i USA først polymelkesyre-spunnede og smelteblåste ikke-vevde stoffer. Japanske Zhongfang utviklet deretter polymelkesyre-spunnede ikke-vevde stoffer for landbruksapplikasjoner, mens franske Fibreweb-selskap utviklet polymelkesyre-spunnede, smelteblåste ikke-vevde stoffer og flerlags komposittstrukturer (DepositaTM). Blant disse gir det spunnede ikke-vevde stofflaget hovedsakelig mekanisk støtte, mens det smelteblåste ikke-vevde stofflaget og det spunnede ikke-vevde stofflaget i fellesskap gir barriere-, adsorpsjons-, filtrerings- og isolasjonseffekter.
Innenlandske Tongji University, Shanghai Tongjieliang Biomaterials Co., Ltd., Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd. og andre enheter har med hell utviklet ikke-vevde stoffer som spunnet viskose, spunlaced, varmvalset, varmluft, etc. i utviklingen av komposittfibre for ikke-vevde stoffer og ikke-vevde produkter, som brukes til engangs hygieneprodukter som bind og bleier, samt ansiktsmasker, teposer, luft- og vannfiltreringsmaterialer og andre produkter.
Polymelkesyrefiber har blitt mye promotert og brukt i bilinteriør, sigarettpakker og andre områder på grunn av sin naturlige kilde, biologiske nedbrytbarhet og miljøvennlighet.
Egenskapene til polymelkesyrefibre
En av de høyt anerkjente fordelene med polymelkesyrefibre er deres evne til å brytes ned biologisk eller absorberes i kroppen. Under standard komposteringsforhold må biologisk nedbrytbarhet måles, og nedbrytningsproduktene er vann og karbondioksid. Konvensjonelle polymelkesyrefibre hydrolyserer sakte eller til og med vanskelige å oppdage ved normal bruk eller i de fleste naturlige miljøer. Hvis de for eksempel begraves i naturlig jord i et år, brytes de i utgangspunktet ikke ned, men under normale temperaturforhold ved kompostering brytes de ned i omtrent en uke.
Nedbrytningen og absorpsjonen av polymelkesyrefibre in vivo påvirkes i stor grad av deres krystallinitet. Simulering av nedbrytningseksperimenter in vitro har vist at polymelkesyrefibre med høy krystallinitet fortsatt beholder formen og nesten 80 % styrke etter 5,3 år, og det kan ta 40–50 år før de brytes fullstendig ned.
Innovasjon og utvidelse av polymelkesyrefibre
Som en kjemisk fibervariant som har blitt utviklet og produsert i over et halvt århundre, er den faktiske bruken av polymelkesyrefiber fortsatt mindre enn en tusendel av polyesterfiber. Selv om kostnadsfaktoren er først, kan ikke ytelsen ignoreres. Modifisering er en måte å utvikle polymelkesyrefibre på.
Kina er en stor produsent og forbruker av kjemiske fibre, og i de senere årene har forskning på modifiserte polymelkesyrefibre blitt prioritert. Polymelkesyrefibre kan blandes med tradisjonell naturlig «bomull, lin og ull» for å lage maskinvevde og strikkede stoffer med komplementær ytelse, samt med andre kjemiske fibre som spandex og PTT for å lage stoffer, som gjenspeiler hudvennlige, pustende og fukttransporterende effekter. De har blitt promotert innen undertøysstoffer.
Dongguan Liansheng Nonwoven Fabric Co., Ltd., en produsent av ikke-vevde stoffer og ikke-vevde stoffer, er din tillit verdig!
Publisert: 11. juni 2024