Axit polylactic là vật liệu phân huỷ sinh học và là một trong những vật liệu sợi đầy hứa hẹn trong thế kỷ 21.Axit polylactic (PLA)Axit lactic không tồn tại trong tự nhiên và cần được tổng hợp nhân tạo. Nguyên liệu axit lactic được lên men từ các loại cây trồng như lúa mì, củ cải đường, sắn, ngô và phân bón hữu cơ. Sợi axit polylactic, còn được gọi là sợi ngô, có thể thu được bằng cách kéo sợi.
Sự phát triển của sợi axit polylactic
Axit lactic được tìm thấy trong sữa chua. Sau đó, các nhà khoa học phát hiện ra rằng axit được tạo ra bởi các chuyển động cơ ở động vật và con người chính là axit lactic. Phát minh của Tập đoàn DuPont (nhà phát minh ra nylon) là công ty đầu tiên sử dụng polyme axit lactic để điều chế vật liệu polyme axit polylactic trong phòng thí nghiệm.
Nghiên cứu và phát triển sợi axit polylactic có lịch sử hơn nửa thế kỷ. Cyanamid, một công ty của Mỹ, đã phát triển chỉ khâu tự tiêu axit polylactic vào những năm 1960. Năm 1989, Zhong Fang và Viện sản xuất Shimadzu của Nhật Bản đã hợp tác để phát triển sợi axit polylactic kéo sợi nguyên chất (LactonTM) và hỗn hợp của nó với sợi tự nhiên (Corn FiberTM), được trưng bày tại Thế vận hội mùa đông Nagano năm 1998; Tập đoàn Unijica của Nhật Bản đã phát triển sợi axit polylactic và vải không dệt spunbond (TerramacTM) vào năm 2000. Cargill Dow Polymers (CDP) tại Hoa Kỳ (nay là NatureWorks) đã tung ra một loạt sản phẩm (IngeoTM) bao gồm nhựa, sợi và màng axit polylactic vào năm 2003 và cấp phép cho Trevira tại Đức sản xuất loạt vải không dệt IngeoTM để sử dụng trong các lĩnh vực như ô tô, hàng dệt gia dụng và vệ sinh.
Quy trình và ứng dụng của sợi axit polylactic
Hiện nay, vải không dệt PLA chủ đạo được làm từ axit L-polylactic (PLLA) có độ tinh khiết quang học cao làm nguyên liệu thô, tận dụng đặc tính kết tinh và định hướng cao của nó, và được chế biến thông qua các quy trình kéo sợi khác nhau (kéo sợi nóng chảy, kéo sợi ướt, kéo sợi khô, kéo sợi khô ướt, kéo sợi tĩnh điện, v.v.). Trong số đó, sợi axit polylactic kéo sợi nóng chảy (sợi dài, sợi ngắn) có thể được sử dụng trong lĩnh vực may mặc, hàng dệt gia dụng, v.v. Thiết bị và quy trình sản xuất tương tự như polyester, có khả năng kéo sợi tốt và hiệu suất vừa phải. Sau khi biến tính thích hợp, sợi axit polylactic có thể đạt được khả năng chống cháy (tự dập tắt) và đặc tính kháng khuẩn tự nhiên vượt trội. Tuy nhiên, sợi PLA kéo sợi nóng chảy vẫn còn nhiều chỗ để cải thiện về độ bền cơ học, độ ổn định kích thước ở nhiệt độ cao, khả năng phục hồi và khả năng chống lão hóa.
Kỹ thuật kéo sợi ướt, kéo sợi khô, kéo sợi khô ướt và kéo sợi điện từ sợi axit polylactic (màng) chủ yếu được sử dụng trong lĩnh vực y sinh. Các sản phẩm tiêu biểu bao gồm chỉ khâu tự tiêu cường độ cao, chất mang thuốc, màng chống dính, da nhân tạo, khung kỹ thuật mô, v.v.
Với nhu cầu ngày càng tăng đối với vải không dệt dùng một lần trong lĩnh vực y tế, vệ sinh, lọc, trang trí và các lĩnh vực khác, vải không dệt axit polylactic cũng đã trở thành một trong những điểm nóng nghiên cứu và phát triển.
Vào những năm 1990, Đại học Tennessee ở Hoa Kỳ lần đầu tiên nghiên cứu vải không dệt polylactic axit spunbond và vải không dệt thổi tan chảy. Công ty Zhongfang của Nhật Bản sau đó đã phát triển vải không dệt polylactic axit spunbond cho các ứng dụng nông nghiệp, trong khi công ty Fibreweb của Pháp đã phát triển vải không dệt polylactic axit spunbond, vải không dệt thổi tan chảy và cấu trúc composite nhiều lớp (DepositaTM). Trong số đó, lớp vải không dệt spunbond chủ yếu cung cấp hỗ trợ cơ học, trong khi lớp vải không dệt thổi tan chảy và lớp vải không dệt spunbond cùng nhau tạo ra các hiệu ứng rào cản, hấp phụ, lọc và cách nhiệt.
Đại học Đồng Tế trong nước, Công ty TNHH Vật liệu sinh học Đồng Tế Thượng Hải, Công ty TNHH Vật liệu sinh học Trường Giang Hoành Thiên và các đơn vị khác đã phát triển thành công các loại vải không dệt như vải viscose kéo sợi, vải spunlaced, vải cán nóng, vải không dệt, v.v. trong quá trình phát triển sợi tổng hợp cho vải không dệt và các sản phẩm không dệt, được sử dụng cho các sản phẩm vệ sinh dùng một lần như băng vệ sinh và tã lót, cũng như khẩu trang, túi trà, vật liệu lọc không khí và nước và các sản phẩm khác.
Sợi axit polylactic đã được quảng bá rộng rãi và ứng dụng trong nội thất ô tô, bao thuốc lá và các lĩnh vực khác do có nguồn gốc tự nhiên, khả năng phân hủy sinh học và thân thiện với môi trường.
Đặc điểm của sợi axit polylactic
Một trong những ưu điểm nổi bật của sợi axit polylactic là khả năng phân hủy sinh học hoặc hấp thụ vào cơ thể. Trong điều kiện ủ phân tiêu chuẩn, khả năng phân hủy sinh học phải được đo lường, và sản phẩm phân hủy là nước và carbon dioxide. Sợi axit polylactic thông thường thủy phân chậm, thậm chí khó phát hiện trong điều kiện sử dụng bình thường hoặc hầu hết các môi trường tự nhiên. Ví dụ, nếu chôn trong đất tự nhiên trong một năm, về cơ bản nó không bị phân hủy, nhưng trong điều kiện ủ phân ở nhiệt độ bình thường, nó sẽ phân hủy trong khoảng một tuần.
Sự phân hủy và hấp thụ của sợi axit polylactic trong cơ thể sống chịu ảnh hưởng rất lớn bởi độ kết tinh của chúng. Các thí nghiệm mô phỏng phân hủy trong ống nghiệm đã chỉ ra rằng các sợi axit polylactic có độ kết tinh cao vẫn giữ được hình dạng và độ bền gần 80% sau 5,3 năm, và có thể mất 40-50 năm để phân hủy hoàn toàn.
Đổi mới và mở rộng sợi axit polylactic
Là một loại sợi hóa học đã được phát triển và sản xuất hơn nửa thế kỷ, nhưng giá trị sử dụng thực tế của sợi polylactic axit vẫn chưa bằng một phần nghìn so với sợi polyester. Mặc dù yếu tố chi phí được đặt lên hàng đầu, nhưng hiệu suất của nó không thể bị bỏ qua. Biến tính là một phương pháp để phát triển sợi polylactic axit.
Trung Quốc là quốc gia sản xuất và tiêu thụ sợi hóa học lớn, và trong những năm gần đây, nghiên cứu về sợi axit polylactic biến tính đã được ưu tiên. Sợi axit polylactic có thể được pha trộn với các loại sợi tự nhiên truyền thống như "bông, lanh và len" để tạo ra các loại vải dệt thoi và dệt kim có hiệu suất bổ sung, cũng như với các loại sợi hóa học khác như spandex và PTT để tạo ra các loại vải thân thiện với da, thoáng khí và thấm hút mồ hôi. Chúng đã được quảng bá rộng rãi trong lĩnh vực vải đồ lót.
Công ty TNHH Vải không dệt Đông Quan Liansheng, một nhà sản xuất vải không dệt và vải không dệt, xứng đáng với sự tin tưởng của bạn!
Thời gian đăng: 11-06-2024