Kyselina polymliečna je biologicky odbúrateľný materiál a jeden z perspektívnych vláknitých materiálov v 21. storočí.Kyselina polymliečna (PLA)v prírode neexistuje a vyžaduje si umelú syntézu. Surovina kyselina mliečna sa fermentuje z plodín, ako je pšenica, cukrová repa, maniok, kukurica a organických hnojív. Vlákna kyseliny polymliečnej, známe aj ako kukuričné vlákna, sa dajú získať spriadaním.
Vývoj vlákien kyseliny polymliečnej
Kyselina mliečna sa nachádza v jogurte. Neskôr vedci zistili, že kyselina produkovaná pohybmi svalov u zvierat a ľudí je kyselina mliečna. Vynález spoločnosti DuPont Corporation (vynálezca nylonu) bol prvým, ktorý použil polyméry kyseliny mliečnej na prípravu polymérnych materiálov kyseliny polymliečnej v laboratóriu.
Výskum a vývoj vlákien z kyseliny polymliečnej má históriu viac ako pol storočia. Americká spoločnosť Cyanamid vyvinula v 60. rokoch 20. storočia absorbovateľné šijacie materiály z kyseliny polymliečnej. V roku 1989 japonská spoločnosť Zhong Fang a výrobný inštitút Shimadzu spolupracovali na vývoji čistého spriadaného vlákna z kyseliny polymliečnej (Lacton™) a jeho zmesi s prírodnými vláknami (Corn Fiber™), ktoré boli vystavené na zimných olympijských hrách v Nagane v roku 1998; japonská spoločnosť Unijica Corporation vyvinula v roku 2000 filament z kyseliny polymliečnej a spriadanú netkanú textíliu (Terramac™). Spoločnosť Cargill Dow Polymers (CDP) v Spojených štátoch (teraz NatureWorks) v roku 2003 uviedla na trh sériu produktov (Ingeo™) pokrývajúcich živice, vlákna a filmy z kyseliny polymliečnej a v Nemecku licencovala spoločnosť Trevira na výrobu série netkaných textílií Ingeo™ na použitie v oblastiach, ako sú automobily, bytový textil a hygiena.
Proces a aplikácia vlákien kyseliny polymliečnej
V súčasnosti sa bežné netkané PLA textílie vyrábajú z vysoko opticky čistej kyseliny L-polymliečnej (PLLA) ako suroviny, využívajúc jej vysokú kryštalinitu a orientačné vlastnosti, a pripravujú sa rôznymi procesmi spriadania (spriadanie z taveniny, mokré spriadanie, suché spriadanie, suché mokré spriadanie, elektrostatické spriadanie atď.). Medzi nimi sa vlákna kyseliny polymliečnej spriadané z taveniny (dlhé vlákna, krátke vlákna) môžu použiť v oblasti odevov, bytového textilu atď. Výrobné zariadenie a proces sú podobné polyesteru, s dobrou spriadateľnosťou a stredným výkonom. Po vhodnej modifikácii môžu vlákna kyseliny polymliečnej dosiahnuť vynikajúce vlastnosti spomaľujúce horenie (samozhášavé) a prirodzené antibakteriálne vlastnosti. Vlákna PLA spriadané z taveniny však stále majú priestor na zlepšenie v oblasti mechanickej pevnosti, rozmerovej stability pri vysokých teplotách, pružnosti a odolnosti voči starnutiu.
Mokré spriadanie, suché spriadanie, suché mokré spriadanie a elektrospinning vlákien (membrán) kyseliny polymliečnej sa používajú hlavne v biomedicínskej oblasti. Medzi reprezentatívne produkty patria vysokopevnostné vstrebateľné šijacie materiály, nosiče liečiv, antiadhézne membrány, umelá koža, lešenia tkanivového inžinierstva atď.
S rastúcim dopytom po jednorazových netkaných textíliách v medicíne, sanitárnej technike, filtrácii, dekorácii a iných oblastiach sa netkané textílie s obsahom kyseliny polymliečnej stali jedným z hlavných oblastí výskumu a vývoja.
V 90. rokoch 20. storočia sa na Univerzite v Tennessee v Spojených štátoch prvýkrát zaoberali netkanými textíliami z polylaktickej kyseliny spunbond a tavným búchaním. Japonská spoločnosť Zhongfang následne vyvinula netkané textílie z polylaktickej kyseliny spunbond pre poľnohospodárske aplikácie, zatiaľ čo francúzska spoločnosť Fibreweb vyvinula netkané textílie z polylaktickej kyseliny spunbond, tavné búchanie a viacvrstvové kompozitné štruktúry (Deposita™). Vrstva netkanej textílie spunbond poskytuje hlavne mechanickú oporu, zatiaľ čo vrstva netkanej textílie spunbond a vrstva netkanej textílie spunbond spoločne poskytujú bariérové, adsorpčné, filtračné a izolačné účinky.
Univerzita Domestic Tongji, Shanghai Tongjieliang Biomaterials Co., Ltd., Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd. a ďalšie jednotky úspešne vyvinuli netkané textílie, ako je spriadaná viskóza, spriadaná, valcovaná za tepla, horúci vzduch atď., pri vývoji kompozitných vlákien pre netkané textílie a netkané výrobky, ktoré sa používajú na jednorazové hygienické výrobky, ako sú hygienické vložky a plienky, ako aj na masky na tvár, čajové vrecká, materiály na filtrovanie vzduchu a vody a ďalšie výrobky.
Vláknina kyseliny polymliečnej sa vďaka svojmu prírodnému zdroju, biologickej odbúrateľnosti a šetrnosti k životnému prostrediu široko propaguje a používa v interiéroch automobilov, cigaretových zväzkoch a iných oblastiach.
Vlastnosti vlákien kyseliny polymliečnej
Jednou z vysoko uznávaných výhod vlákien kyseliny polymliečnej je ich schopnosť biodegradovať sa alebo absorbovať v tele. Za štandardných podmienok kompostovania sa musí merať biologická odbúrateľnosť a produktmi degradácie sú voda a oxid uhličitý. Konvenčné vlákna kyseliny polymliečnej hydrolyzujú pomaly alebo je ich pri bežnom používaní alebo vo väčšine prírodných prostredí dokonca ťažké zistiť. Napríklad, ak sú zakopané v prírodnej pôde na rok, v podstate sa nerozkladajú, ale za normálnych teplotných podmienok kompostovania sa rozkladajú približne týždeň.
Degradácia a absorpcia vlákien kyseliny polymliečnej in vivo sú výrazne ovplyvnené ich kryštalinitou. Simulačné experimenty s degradáciou in vitro ukázali, že vlákna kyseliny polymliečnej s vysokou kryštalinitou si po 5,3 rokoch stále zachovávajú svoj tvar a takmer 80 % pevnosť a ich úplná degradácia môže trvať 40 – 50 rokov.
Inovácia a rozšírenie vlákien kyseliny polymliečnej
Keďže ide o odrodu chemických vlákien, ktorá sa vyvíja a vyrába už viac ako polstoročie, skutočné využitie vlákien kyseliny polymliečnej je stále menej ako tisícina polyesterových vlákien. Hoci nákladový faktor je na prvom mieste, nemožno ignorovať ich výkon. Modifikácia je spôsob vývoja vlákien kyseliny polymliečnej.
Čína je významným výrobcom a spotrebiteľom chemických vlákien a v posledných rokoch sa výskum modifikovaných vlákien kyseliny polymliečnej uprednostňuje. Vlákna kyseliny polymliečnej sa dajú zmiešať s tradičnou prírodnou „bavlnou, ľanom a vlnou“ na výrobu strojovo tkaných a pletených textílií s doplnkovými vlastnosťami, ako aj s inými chemickými vláknami, ako je spandex a PTT, na výrobu textílií, ktoré sú šetrné k pokožke, priedušné a odvádzajú vlhkosť. Boli propagované v oblasti tkanín na spodnú bielizeň.
Dongguan Liansheng Nonwoven Fabric Co., Ltd., výrobca netkaných textílií a netkaných textílií, si zaslúži vašu dôveru!
Čas uverejnenia: 11. júna 2024