Acidul polilactic este un material biodegradabil și unul dintre materialele fibroase promițătoare ale secolului XXI.Acid polilactic (PLA)nu există în natură și necesită sinteză artificială. Acidul lactic, materia primă, este fermentat din culturi precum grâu, sfeclă de zahăr, manioc, porumb și îngrășăminte organice. Fibrele de acid polilactic, cunoscute și sub denumirea de fibre de porumb, pot fi obținute prin filare.
Dezvoltarea fibrelor de acid polilactic
Acidul lactic se găsește în iaurt. Ulterior, oamenii de știință au descoperit că acidul produs de mișcările musculare la animale și oameni este acidul lactic. Invenția DuPont Corporation (inventatorul nailonului) a fost prima care a utilizat polimeri de acid lactic pentru a prepara materiale polimerice de acid polilactic în laborator.
Cercetarea și dezvoltarea fibrelor de acid polilactic are o istorie de peste o jumătate de secol. Cyanamid, o companie americană, a dezvoltat suturi absorbabile din acid polilactic în anii 1960. În 1989, Zhong Fang din Japonia și Institutul de Producție Shimadzu au colaborat pentru a dezvolta fibră pură de acid polilactic filată (Lacton™) și amestecul acesteia cu fibre naturale (Corn Fiber™), care a fost expusă la Jocurile Olimpice de Iarnă de la Nagano din 1998; Unijica Corporation din Japonia a dezvoltat filamente de acid polilactic și țesătură nețesută spunbond (Terramac™) în 2000. Cargill Dow Polymers (CDP) din Statele Unite (acum NatureWorks) a lansat o serie de produse (Ingeo™) care acoperă rășini, fibre și filme de acid polilactic în 2003 și a licențiat Trevira în Germania pentru a produce seria Ingeo™ de țesături nețesute pentru utilizare în domenii precum automobile, textile pentru casă și igienă.
Procesul și aplicarea fibrelor de acid polilactic
În prezent, țesăturile nețesute PLA obișnuite sunt fabricate din acid L-polilactic (PLLA) de înaltă puritate optică ca materie primă, utilizându-i caracteristicile de cristalinitate și orientare ridicate și fiind preparate prin diferite procese de filare (filare topită, filare umedă, filare uscată, filare umedă uscată, filare electrostatică etc.). Printre acestea, fibrele de acid polilactic filate topit (fibre lungi, fibre scurte) pot fi utilizate în domeniile îmbrăcămintei, textilelor de uz casnic etc. Echipamentele și procesul de producție sunt similare cu cele din poliester, cu o filabilitate bună și performanțe moderate. După modificări corespunzătoare, fibrele de acid polilactic pot obține proprietăți superioare de ignifugare (autostingere) și antibacteriene naturale. Cu toate acestea, fibra PLA filată topit are încă loc de îmbunătățiri în ceea ce privește rezistența mecanică, stabilitatea dimensională la temperaturi ridicate, rezistența la îmbătrânire și rezistența la îmbătrânire.
Filarea umedă, filarea uscată, filarea umedă uscată și electrofilarea fibrelor (membranelor) de acid polilactic sunt utilizate în principal în domeniul biomedical. Printre produsele reprezentative se numără suturi absorbabile de înaltă rezistență, purtători de medicamente, membrane antiaderente, piele artificială, schele pentru ingineria tisulară etc.
Odată cu creșterea cererii de țesături nețesute de unică folosință în domeniile medical, sanitar, de filtrare, decorare și alte domenii, țesăturile nețesute cu acid polilactic au devenit, de asemenea, unul dintre punctele fierbinți de cercetare și dezvoltare.
În anii 1990, Universitatea din Tennessee din Statele Unite a studiat pentru prima dată țesăturile nețesute spunbond cu acid polilactic și țesăturile nețesute topite-blow. Ulterior, compania japoneză Zhongfang a dezvoltat țesături nețesute spunbond cu acid polilactic pentru aplicații agricole, în timp ce compania franceză Fibreweb a dezvoltat țesături nețesute spunbond cu acid polilactic, țesături nețesute topite-blow și structuri compozite multistrat (Deposita™). Printre acestea, stratul de țesătură nețesută spunbond oferă în principal suport mecanic, în timp ce stratul de țesătură nețesută topite-blow și stratul de țesătură nețesută spunbond oferă împreună efecte de barieră, adsorbție, filtrare și izolație.
Universitatea Tongji din Shanghai, Tongjieliang Biomaterials Co., Ltd., Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd. și alte unități au dezvoltat cu succes țesături nețesute, cum ar fi viscoza filată, filarea prin țesătură, laminatele la cald, cu aer cald etc., în dezvoltarea de fibre compozite pentru țesături nețesute și produse nețesute, care sunt utilizate pentru produse sanitare de unică folosință, cum ar fi absorbante igienice și scutece, precum și măști faciale, pliculețe de ceai, materiale de filtrare a aerului și a apei și alte produse.
Fibra de acid polilactic a fost promovată și aplicată pe scară largă în interioarele auto, pachetele de țigări și alte domenii datorită sursei sale naturale, biodegradabilității și respectului pentru mediu.
Caracteristicile fibrelor de acid polilactic
Unul dintre avantajele extrem de apreciate ale fibrelor de acid polilactic este capacitatea lor de a se biodegrada sau de a se absorbi în organism. În condiții standard de compostare, biodegradabilitatea trebuie măsurată, iar produșii de degradare sunt apa și dioxidul de carbon. Fibrele convenționale de acid polilactic hidrolizează lent sau chiar sunt dificil de detectat în condiții normale de utilizare sau în majoritatea mediilor naturale. De exemplu, dacă sunt îngropate în sol natural timp de un an, practic nu se degradează, dar în condiții normale de compostare la temperatură, se degradează timp de aproximativ o săptămână.
Degradarea și absorbția fibrelor de acid polilactic in vivo sunt puternic afectate de cristalinitatea lor. Experimentele de simulare a degradării in vitro au arătat că fibrele de acid polilactic cu cristalinitate ridicată își mențin forma și o rezistență de aproape 80% după 5,3 ani și pot dura 40-50 de ani pentru a se degrada complet.
Inovație și extindere a fibrelor cu acid polilactic
Fiind o varietate de fibră chimică dezvoltată și produsă de peste o jumătate de secol, utilizarea reală a fibrei de acid polilactic este încă mai mică de o miime din cea a fibrei de poliester. Deși factorul de cost este pe primul loc, performanța sa nu poate fi ignorată. Modificarea este o modalitate de a dezvolta fibre de acid polilactic.
China este un producător și consumator major de fibre chimice, iar în ultimii ani s-a acordat prioritate cercetării privind fibrele modificate cu acid polilactic. Fibrele cu acid polilactic pot fi amestecate cu materialele naturale tradiționale „bumbac, in și lână” pentru a crea țesături și tricoturi la mașină cu performanțe complementare, precum și cu alte fibre chimice, cum ar fi spandexul și PTT, pentru a crea țesături care reflectă efecte prietenoase cu pielea, respirabile și de absorbție a umezelii. Acestea au fost promovate în domeniul țesăturilor de lenjerie intimă.
Dongguan Liansheng Nonwoven Fabric Co., Ltd., producător de materiale nețesute și materiale textile nețesute, merită încrederea dumneavoastră!
Data publicării: 11 iunie 2024