Polymjölksyra är ett biologiskt nedbrytbart material och ett av de lovande fibermaterialen under 2000-talet.Polymjölksyra (PLA)existerar inte i naturen och kräver artificiell syntes. Råmaterialet mjölksyra fermenteras från grödor som vete, sockerbetor, kassava, majs och organiska gödningsmedel. Polymjölksyrafibrer, även kända som majsfibrer, kan utvinnas genom spinning.
Utvecklingen av polymjölksyrafibrer
Mjölksyra finns i yoghurt. Senare upptäckte forskare att syran som produceras av muskelrörelser hos djur och människor är mjölksyra. Uppfinningen av DuPont Corporation (uppfinnaren av nylon) var den första som använde mjölksyrapolymerer för att framställa polymjölksyrapolymermaterial i laboratoriet.
Forskning och utveckling av polymjölksyrafibrer har en historia på över ett halvt sekel. Cyanamid, ett amerikanskt företag, utvecklade absorberbara suturer av polymjölksyra på 1960-talet. År 1989 samarbetade Japans Zhong Fang och Shimadzu Manufacturing Institute för att utveckla ren spunnen polymjölksyrafiber (Lacton™) och dess blandning med naturliga fibrer (Corn Fiber™), som visades upp vid vinter-OS i Nagano 1998; Unijica Corporation i Japan utvecklade polymjölksyrafilament och spunnbundet nonwoven-tyg (Terramac™) år 2000. Cargill Dow Polymers (CDP) i USA (nu NatureWorks) släppte en serie produkter (Ingeo™) som omfattade polymjölksyrahartser, fibrer och filmer år 2003, och licensierade Trevira i Tyskland för att producera Ingeo™-serien av nonwoven-tyger för användning inom områden som bilar, hemtextilier och hygien.
Processen och tillämpningen av polymjölksyrafibrer
För närvarande tillverkas vanliga PLA-fibertyger av L-polymjölksyra (PLLA) med hög optisk renhet som råmaterial, med användning av dess höga kristallinitet och orienteringsegenskaper, och framställs genom olika spinnprocesser (smältspinning, våtspinning, torrspinning, torrvåtspinning, elektrostatisk spinning, etc.). Bland dessa kan smältspunna polymjölksyrafibrer (långa fibrer, korta fibrer) användas inom kläder, hemtextilier, etc. Produktionsutrustningen och processen liknar polyester, med god spinnbarhet och måttlig prestanda. Efter lämplig modifiering kan polymjölksyrafibrer uppnå överlägsna flamskyddsmedel (självsläckande) och naturliga antibakteriella egenskaper. Smältspunna PLA-fibrer har dock fortfarande utrymme för förbättringar vad gäller mekanisk hållfasthet, dimensionsstabilitet vid hög temperatur, motståndskraft och åldringsbeständighet.
Våtspinning, torrspinning, torrvåtspinning och elektrospinning av polymjölksyrafibrer (membran) används huvudsakligen inom det biomedicinska området. Representativa produkter inkluderar höghållfasta absorberbara suturer, läkemedelsbärare, antividhäftande membran, konstgjord hud, vävnadstekniska byggnadsställningar etc.
Med den ökande efterfrågan på engångsfiberdukar inom medicin, sanitet, filtrering, dekoration och andra områden har polymjölksyrafiberdukar också blivit ett av de viktigaste forsknings- och utvecklingsområdet.
På 1990-talet studerade University of Tennessee i USA först polymjölksyra-spunna och smältblåsta nonwoven-tyger. Japanska Zhongfang utvecklade därefter polymjölksyra-spunna nonwoven-tyger för jordbrukstillämpningar, medan franska Fibreweb-företaget utvecklade polymjölksyra-spunna, smältblåsta nonwoven-tyger och flerskiktskompositstrukturer (DepositaTM). Bland dessa ger det spunna nonwoven-tygskiktet huvudsakligen mekaniskt stöd, medan det smältblåsta nonwoven-tygskiktet och det spunna nonwoven-tygskiktet tillsammans ger barriär-, adsorptions-, filtrerings- och isoleringseffekter.
Inhemska Tongji University, Shanghai Tongjieliang Biomaterials Co., Ltd., Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd. och andra enheter har framgångsrikt utvecklat nonwoven-tyger som spunnen viskos, spunlaced, varmvalsad, varmluftsvävd etc. för utveckling av kompositfibrer för nonwovens och nonwoven-produkter, vilka används till engångshygienprodukter som bindor och blöjor, samt ansiktsmasker, tepåsar, luft- och vattenfiltreringsmaterial och andra produkter.
Polymjölksyrafiber har marknadsförts och använts i stor utsträckning i bilinredning, cigarettpaket och andra områden på grund av dess naturliga källa, biologiska nedbrytbarhet och miljövänlighet.
Egenskaperna hos polymjölksyrafibrer
En av de mycket uppskattade fördelarna med polymjölksyrafibrer är deras förmåga att biologiskt brytas ner eller absorberas i kroppen. Under vanliga komposteringsförhållanden måste biologisk nedbrytbarhet mätas, och nedbrytningsprodukterna är vatten och koldioxid. Konventionella polymjölksyrafibrer hydrolyseras långsamt eller är till och med svåra att upptäcka vid normal användning eller i de flesta naturliga miljöer. Om de till exempel begravs i naturlig jord i ett år bryts de i princip inte ner, men under normala temperaturförhållanden vid kompostering bryts de ner på ungefär en vecka.
Nedbrytningen och absorptionen av polymjölksyrafibrer in vivo påverkas i hög grad av deras kristallinitet. Simulering av nedbrytningsexperiment in vitro har visat att polymjölksyrafibrer med hög kristallinitet fortfarande behåller sin form och nästan 80 % styrka efter 5,3 år, och det kan ta 40–50 år att helt brytas ner.
Innovation och expansion av polymjölksyrafibrer
Som en kemisk fibervariant som har utvecklats och producerats i över ett halvt sekel är den faktiska användningen av polymjölksyrafibrer fortfarande mindre än en tusendel av polyesterfiber. Även om kostnadsfaktorn är den främsta faktorn kan dess prestanda inte ignoreras. Modifiering är ett sätt att utveckla polymjölksyrafibrer.
Kina är en stor producent och konsument av kemiska fibrer, och under senare år har forskning om modifierade polymjölksyrafibrer prioriterats. Polymjölksyrafibrer kan blandas med traditionell naturlig "bomull, linne och ull" för att tillverka maskinvävda och stickade tyger med kompletterande prestanda, såväl som med andra kemiska fibrer som spandex och PTT för att tillverka tyger, vilket återspeglar hudvänliga, andningsbara och fukttransporterande effekter. De har främjats inom området underklädestyger.
Dongguan Liansheng Nonwoven Fabric Co., Ltd., en tillverkare av non-woven-tyger och non-woven-tyger, är värd ditt förtroende!
Publiceringstid: 11 juni 2024