Polilaktična kislina je biorazgradljiv material in eden od obetavnih vlaknastih materialov v 21. stoletju.Polilaktična kislina (PLA)V naravi ne obstaja in zahteva umetno sintezo. Surovina, mlečna kislina, se fermentira iz poljščin, kot so pšenica, sladkorna pesa, kasava, koruza in organska gnojila. Vlakna polilaktične kisline, znana tudi kot koruzna vlakna, se lahko pridobijo s predenjem.
Razvoj vlaken polilaktične kisline
Mlečna kislina se nahaja v jogurtu. Kasneje so znanstveniki odkrili, da je kislina, ki jo proizvajajo mišični gibi pri živalih in ljudeh, mlečna kislina. Izum podjetja DuPont Corporation (izumitelj najlona) je bil prvi, ki je uporabil polimere mlečne kisline za pripravo polimernih materialov polimlečne kisline v laboratoriju.
Raziskave in razvoj vlaken iz polimlečne kisline imajo več kot pol stoletja dolgo zgodovino. Ameriško podjetje Cyanamid je v šestdesetih letih prejšnjega stoletja razvilo šivalne materiale, ki se absorbirajo iz polimlečne kisline. Leta 1989 sta japonski Zhong Fang in proizvodni inštitut Shimadzu sodelovala pri razvoju čistih predenih vlaken iz polimlečne kisline (Lacton™) in njihove mešanice z naravnimi vlakni (Corn Fiber™), ki so bila predstavljena na zimskih olimpijskih igrah v Naganu leta 1998; japonsko podjetje Unijica Corporation je leta 2000 razvilo filament iz polimlečne kisline in netkano tkanino iz predenega vlakna (Terramac™). Podjetje Cargill Dow Polymers (CDP) v Združenih državah Amerike (zdaj NatureWorks) je leta 2003 izdalo serijo izdelkov (Ingeo™), ki zajemajo smole, vlakna in filme iz polimlečne kisline, v Nemčiji pa je licenciralo podjetje Trevira za proizvodnjo serije netkanih tkanin Ingeo™ za uporabo na področjih, kot so avtomobili, domači tekstil in higiena.
Postopek in uporaba vlaken polilaktične kisline
Trenutno so glavne netkane tkanine PLA izdelane iz visoko optično čiste L-polimlečne kisline (PLLA) kot surovine, pri čemer se izkoriščajo njene visoke kristaliničnosti in orientacijske lastnosti, ter se pripravijo z različnimi postopki predenja (predenje iz taline, mokro predenje, suho predenje, suho mokro predenje, elektrostatično predenje itd.). Med njimi se lahko vlakna iz taline predene polimlečne kisline (dolga vlakna, kratka vlakna) uporabljajo na področju oblačil, domačega tekstila itd. Proizvodna oprema in postopek sta podobna poliestrski, z dobro predljivostjo in zmerno zmogljivostjo. Po ustrezni modifikaciji lahko vlakna iz polimlečne kisline dosežejo vrhunske lastnosti zaviranja gorenja (samougašenja) in naravne antibakterijske lastnosti. Vendar pa se vlakna iz taline predene PLA še lahko izboljšajo glede mehanske trdnosti, dimenzijske stabilnosti pri visokih temperaturah, prožnosti in odpornosti na staranje.
Mokro predenje, suho predenje, suho mokro predenje in elektrospredenje vlaken polilaktične kisline (membran) se uporabljajo predvsem na področju biomedicine. Reprezentativni izdelki vključujejo visoko trdne absorpcijske šivalne materiale, nosilce zdravil, membrane proti adheziji, umetno kožo, ogrodja za tkivno inženirstvo itd.
Z naraščajočim povpraševanjem po netkanih tkaninah za enkratno uporabo na področju medicine, sanitarij, filtracije, dekoracije in drugih področij so netkane tkanine iz polilaktične kisline postale tudi ena od vročih točk raziskav in razvoja.
V devetdesetih letih prejšnjega stoletja je Univerza v Tennesseeju v Združenih državah Amerike najprej preučevala netkane tkanine iz polilaktične kisline, pridobljene iz spunbonda in talilnega pihanja. Japonsko podjetje Zhongfang je nato razvilo netkane tkanine iz polilaktične kisline, pridobljene iz spunbonda za kmetijsko uporabo, francosko podjetje Fibreweb pa je razvilo netkane tkanine iz polilaktične kisline, pridobljene iz spunbonda, in večplastne kompozitne strukture (DepositaTM). Med njimi plast netkane tkanine iz spunbonda zagotavlja predvsem mehansko oporo, plast netkane tkanine iz talilnega pihanja in plast netkane tkanine iz spunbonda pa skupaj zagotavljata pregradne, adsorpcijske, filtracijske in izolacijske učinke.
Domestic Tongji University, Shanghai Tongjieliang Biomaterials Co., Ltd., Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd. in druge enote so uspešno razvile netkane tkanine, kot so predena viskoza, predena vlakna, vroče valjane, vročezračne itd., pri razvoju kompozitnih vlaken za netkane tkanine in netkane izdelke, ki se uporabljajo za higienske izdelke za enkratno uporabo, kot so higienski vložki in plenice, pa tudi za maske za obraz, čajne vrečke, materiale za filtriranje zraka in vode ter druge izdelke.
Polilaktična kislina se zaradi svojega naravnega vira, biorazgradljivosti in okolju prijaznosti pogosto promovira in uporablja v notranjosti avtomobilov, cigaretnih škatlah in drugih področjih.
Značilnosti vlaken polilaktične kisline
Ena od zelo cenjenih prednosti vlaken polilaktične kisline je njihova sposobnost biorazgradnje oziroma absorpcije v telesu. V standardnih pogojih kompostiranja je treba izmeriti biorazgradljivost, produkta razgradnje pa sta voda in ogljikov dioksid. Konvencionalna vlakna polilaktične kisline se pri normalni uporabi ali v večini naravnih okolij hidrolizirajo počasi ali celo težko zaznavno. Če jih na primer eno leto zakopljemo v naravno zemljo, se v bistvu ne razgradijo, v normalnih temperaturnih pogojih kompostiranja pa se razgradijo približno en teden.
Na razgradnjo in absorpcijo vlaken polilaktične kisline in vivo močno vpliva njihova kristaliničnost. Simulacijski poskusi razgradnje in vitro so pokazali, da vlakna polilaktične kisline z visoko kristaliničnostjo še vedno ohranijo svojo obliko in skoraj 80 % trdnost po 5,3 letih, za popolno razgradnjo pa lahko traja 40–50 let.
Inovacije in širitev polilaktičnih vlaken
Kot vrsta kemičnih vlaken, ki se razvija in proizvaja že več kot pol stoletja, je dejanska uporaba vlaken polilaktične kisline še vedno manjša od tisočinke uporabe poliestrskih vlaken. Čeprav je stroškovni dejavnik na prvem mestu, njegove učinkovitosti ne gre zanemariti. Modifikacija je način razvoja vlaken polilaktične kisline.
Kitajska je glavna proizvajalka in porabnica kemičnih vlaken, v zadnjih letih pa so raziskave modificiranih vlaken polilaktične kisline dobile prednost. Vlakna polilaktične kisline se lahko mešajo s tradicionalnimi naravnimi "bombažem, lanom in volno" za izdelavo strojno tkanih in pletenih tkanin s komplementarnimi lastnostmi, pa tudi z drugimi kemičnimi vlakni, kot sta spandex in PTT, za izdelavo tkanin, ki so prijazne do kože, zračne in odvajajo vlago. Spodbujajo se na področju tkanin za spodnje perilo.
Dongguan Liansheng Nonwoven Fabric Co., Ltd., proizvajalec netkanih tkanin in netkanih materialov, si zasluži vaše zaupanje!
Čas objave: 11. junij 2024