玉米纤维应用

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1、综述玉米纤维及纺织品的生产与应用作者:顾超英    日期:2007-5-2810:26:43        一、概述       纺织原料在近十年期间，随着科技进步，己被大量开发及应用。其中绿色环保纤维，受到市场特别的欢迎，并为全世界瞩目。早在上世纪就有人在开拓玉米食用之外的功能，时至今日，诞生出玉米纤维，使纺织业增添了一种新的绿色环保纤维，同时也为玉米的开发生产提供了新的途径。       玉米纤维既有优良的生产制造特性和较为广泛的用途，又属于有利于人类健康的纺织品，玉米纤维将越来越被下游企业以及终端客户所认可。       二、国内外玉米纤维的发展历史       玉米纤维的发展历史可追溯

2、到20世纪30年代，有发明报道可追溯到40-50年代，例如玉米纤维早在1948年就有名为“维卡拉”的玉米纤维生产。到1957年，玉米维卡拉纤维正式由美国维吉尼亚一卡里罗来纳化学公司生产制造。之后不久，美国知名Cargill谷物公司研制开发成功“玉米聚乳酸纤维“，并投入大批量生产。20世纪60年代以后，各国科技人员先后对此作了广泛的研究，日本以玉米为原料开发了新型玉米聚乳酸纤维，90年代后期，美国两家大公司联合开发了玉米聚乳酸纤维，它们以玉米为原料，首先建立了生产能力很大的试验工厂，完善了现代化生产高分子玉米纤维的生产工艺，开创了玉米纤维的工业化发展阶段，以后钟纺公司、香港的福田实业公司、日本的

3、东丽公司和台湾的远纺公司等先后开发研制了玉米纤维。例如1989年~1998年日本岛津制作所与钟纺公司合作进一步开发玉米乳酸纤维新品种Lactron纤维，又称玉米纤维。并以该纤维制作推出各种服饰。2000年，美国CDP公司与钟纺公司合作，联合生产聚乳酸树脂等新品种，这样，生产聚乳酸纤维成本过高的问题得以解决。       到了2002年后上海华源股份有限公司开始与美国CDP公司合作，成为国内第一家实现工业化开发玉米聚乳酸产品的化纤企业。而中国应用玉米纤维制作面料随后也已面世。例如，上海华申公司所属上棉十七总厂运用该新型纤维，开发试制成“玉米梭绢“等织物面科。       三、玉米纤维的合成过程以

4、及加工技术       1.玉米纤维的合成过程       .玉米纤维的转化方法是首先把玉米粒粉碎，再过滤出淀粉，加人酶制剂，使其转化成葡萄糖，再加上乳酸菌发酵，从而使其变成一种聚合体的物质，接着再利用一般熔融纺丝法，即可得到纺织业所需要的纤维。       玉米纤维的制备方法有很多种，最早采用溶液纺丝法加工，由于性能不好，加上成本太高，它的加工方法还停留在试验室阶段，尚未见到有多少相关的商业化生产报道。最近几年来，主要采用熔融纺丝法，即一步法和二步法，它们对工艺的要求相对简单，一步法的工艺流程为：PLA聚乳酸一熔融纺丝一拉伸一热处理一聚乳酸纤维。二步法是以玉米为原料，用发酵法制得乳酸，在蒸发

5、浓缩时发生自酯化，共聚物为二聚物或多聚物，二步法产品有优越的耐热性和耐气候性；一步法是在溶剂存在下进行缩合脱水反应，直接生成高分子量的新工艺，一步法能缩短工艺路线，降低生产成本。目前，利用熔融纺丝法生产聚乳酸玉米纤维的工艺和设备正在不断改进和完善，它已成为玉米聚乳酸纺丝加工的主流。        2.玉米纤维纺丝工艺       玉米纤维由于是纤维级高分子的加工产物，对其原料高分子的分子量有一定的要求。因此高分子量聚丙交酯的聚合工艺仍然在攻关之中，纺丝工艺也在不断的改进之中。聚丙交酯切片纺丝可以通过熔融纺丝，也可以干法纺丝，有的还在利用其它一些纺丝法。       玉米纤维可以通过聚丙交酯的熔

6、融来进行抽丝。比如聚丙交酯的分子量为33万，进行真空干燥使其熔点达到186℃，结晶度为75％，此时进行熔融纺丝，能够获得玉米纤维。其工艺条件是：       熔融挤出：聚合物在氮气保护下在螺杆中熔融并挤出，卷绕速度为1.8~20m/min。       牵伸：挤出丝经过160℃的热罗拉，进行双区拉伸。显然这个工艺过程使用的聚丙交酯的分子量较小，给抽丝过程或纺丝工艺带来较多的技术控制难点。还可以利用干法纺丝获得高强度的玉米纤维。利用半稀溶液采用干纺可以获得更好的张力纤维。例如，采用优化的纺丝工艺和牵伸条件，以氯仿、甲苯的混合溶液，得到的玉米纤维的抗张强度达到2.3GPa，杨氏模量达到16GPa的

7、水平。       一般认为玉米纤维可以利用常规纤维纺丝设备，在工艺上没有太大的特殊要求。然而，由于聚丙交酯切片的分子量不高，纺丝工艺控制就成为关键。因此，有必要一方面需要提高聚丙交酯的分子量，另一方面需要对玉米纤维纺丝工艺作系统研究，尤其注重混合消旋体丙交酯形成的聚丙交酯切片的纺丝工艺研究。       3.玉米纤维的优点以及特性       3.1玉米纤维的优点       化学纤维原材料都是