O ácido polilático é um material biodegradável e uma das fibras mais promissoras do século XXI.Ácido polilático (PLA)Não existe na natureza e requer síntese artificial. A matéria-prima, o ácido lático, é obtida pela fermentação de culturas como trigo, beterraba sacarina, mandioca, milho e fertilizantes orgânicos. As fibras de ácido polilático, também conhecidas como fibras de milho, podem ser obtidas por fiação.
O desenvolvimento de fibras de ácido polilático
O ácido lático é encontrado no iogurte. Mais tarde, os cientistas descobriram que o ácido produzido pelos movimentos musculares em animais e humanos é o ácido lático. A invenção da DuPont Corporation (inventora do náilon) foi a primeira a utilizar polímeros de ácido lático para preparar materiais poliméricos de ácido polilático em laboratório.
A pesquisa e o desenvolvimento de fibras de ácido polilático têm uma história de mais de meio século. A Cyanamid, uma empresa americana, desenvolveu suturas absorvíveis de ácido polilático na década de 1960. Em 1989, a Zhong Fang e o Instituto de Manufatura Shimadzu, do Japão, colaboraram para desenvolver a fibra de ácido polilático pura (Lacton™) e sua mistura com fibras naturais (Corn Fiber™), que foi exibida nos Jogos Olímpicos de Inverno de Nagano de 1998; a Unijica Corporation, do Japão, desenvolveu o filamento de ácido polilático e o tecido não tecido spunbond (Terramac™) em 2000. A Cargill Dow Polymers (CDP), nos Estados Unidos (agora NatureWorks), lançou uma série de produtos (Ingeo™) abrangendo resinas, fibras e filmes de ácido polilático em 2003 e licenciou a Trevira, na Alemanha, para produzir a série Ingeo™ de tecidos não tecidos para uso em áreas como automóveis, têxteis para o lar e higiene.
O processo e a aplicação de fibras de ácido polilático
Atualmente, os principais tecidos não tecidos de PLA são fabricados a partir de ácido polilático (PLLA) de alta pureza óptica como matéria-prima, aproveitando sua alta cristalinidade e características de orientação, e preparados por meio de diferentes processos de fiação (fiação por fusão, fiação úmida, fiação seca, fiação úmida a seco, fiação eletrostática, etc.). Dentre eles, as fibras de ácido polilático obtidas por fiação por fusão (fibras longas e curtas) podem ser utilizadas nas áreas de vestuário, têxteis para o lar, etc. Os equipamentos e processos de produção são semelhantes aos do poliéster, apresentando boa capacidade de fiação e desempenho moderado. Após modificações apropriadas, as fibras de ácido polilático podem alcançar propriedades superiores de retardamento de chama (autoextinguíveis) e propriedades antibacterianas naturais. No entanto, a fibra de PLA obtida por fiação por fusão ainda apresenta espaço para melhorias em resistência mecânica, estabilidade dimensional em altas temperaturas, resiliência e resistência ao envelhecimento.
A fiação úmida, a fiação seca, a fiação úmida-seca e a eletrofiação de fibras (membranas) de ácido polilático são utilizadas principalmente na área biomédica. Os produtos representativos incluem suturas absorvíveis de alta resistência, sistemas de liberação de fármacos, membranas antiaderentes, pele artificial, estruturas para engenharia de tecidos, etc.
Com a crescente demanda por tecidos não tecidos descartáveis nas áreas médica, sanitária, de filtração, decoração e outras, os tecidos não tecidos de ácido polilático também se tornaram um dos principais focos de pesquisa e desenvolvimento.
Na década de 1990, a Universidade do Tennessee, nos Estados Unidos, estudou pela primeira vez tecidos não tecidos de ácido polilático spunbond e meltblown. Posteriormente, a empresa japonesa Zhongfang desenvolveu tecidos não tecidos de ácido polilático spunbond para aplicações agrícolas, enquanto a empresa francesa Fibreweb desenvolveu tecidos não tecidos de ácido polilático spunbond, meltblown e estruturas compostas multicamadas (Deposita™). Entre eles, a camada de tecido não tecido spunbond fornece principalmente suporte mecânico, enquanto a camada de tecido não tecido meltblown e a camada de tecido não tecido spunbond, em conjunto, proporcionam efeitos de barreira, adsorção, filtração e isolamento.
A Universidade Tongji, a Shanghai Tongjieliang Biomaterials Co., Ltd., a Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd. e outras unidades desenvolveram com sucesso tecidos não tecidos, como viscose fiada, spunlace, laminado a quente, ar quente, etc., no desenvolvimento de fibras compostas para não tecidos e produtos não tecidos, que são usados em produtos sanitários descartáveis, como absorventes higiênicos e fraldas, bem como máscaras faciais, sachês de chá, materiais de filtragem de ar e água e outros produtos.
A fibra de ácido polilático tem sido amplamente promovida e aplicada em interiores de automóveis, maços de cigarros e outras áreas devido à sua origem natural, biodegradabilidade e respeito ao meio ambiente.
Características das fibras de ácido polilático
Uma das vantagens mais aclamadas das fibras de ácido polilático é a sua capacidade de biodegradação ou absorção pelo organismo. Em condições normais de compostagem, a biodegradabilidade deve ser medida, sendo os produtos da degradação água e dióxido de carbono. As fibras convencionais de ácido polilático hidrolisam-se lentamente ou mesmo de forma difícil de detectar no uso normal ou na maioria dos ambientes naturais. Por exemplo, se enterradas em solo natural durante um ano, praticamente não se degradam, mas em condições normais de compostagem à temperatura ambiente, degradam-se em cerca de uma semana.
A degradação e a absorção de fibras de ácido polilático in vivo são fortemente influenciadas por sua cristalinidade. Experimentos de simulação de degradação in vitro demonstraram que fibras de ácido polilático com alta cristalinidade ainda mantêm sua forma e cerca de 80% de sua resistência após 5,3 anos, podendo levar de 40 a 50 anos para se degradarem completamente.
Inovação e expansão das fibras de ácido polilático
Sendo uma variedade de fibra química desenvolvida e produzida há mais de meio século, o uso efetivo da fibra de ácido polilático ainda é menos de um milésimo do da fibra de poliéster. Embora o custo seja o fator mais importante, seu desempenho não pode ser ignorado. A modificação é uma forma de aprimorar as fibras de ácido polilático.
A China é uma grande produtora e consumidora de fibras químicas e, nos últimos anos, a pesquisa sobre fibras de ácido polilático modificadas tem recebido prioridade. As fibras de ácido polilático podem ser misturadas com fibras naturais tradicionais, como algodão, linho e lã, para produzir tecidos de malha e tecidos planos com desempenho complementar, bem como com outras fibras químicas, como elastano e PTT, para fabricar tecidos que conferem propriedades suaves à pele, respiráveis e de absorção de umidade. Elas têm sido amplamente utilizadas na área de tecidos para roupas íntimas.
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Data da publicação: 11 de junho de 2024