pla纖維生産技術及展望 - 紡拓會

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1、PLA纖維生産技術及展望　　1、前言　　PLA纖維（Polylactidefibre）是一種可生物降解的新型聚酯纖維，通常也稱聚丙交酯纖維。它主要是以玉米、小麥、甜菜等含澱粉的農產品爲原料，經發酵生成乳酸後，再經縮聚和熔融紡絲製成。PLA纖維既有著合成纖維的基本物性,又有著天然纖維的生物相容性和可降解性，其纖維材料的可生物降解性優於其他的可生物降解纖維，具有較好的親水性、捲曲性、可染性、抗菌防黴性、耐紫外光等。另外由PLA纖維製得的服裝面料不僅具有手感柔軟、抗皺耐用、穿著舒適、不刺激皮膚、快速吸汗和速乾等

2、優點，而且還具有絲綢般的光澤和懸垂性。因此，PLA纖維已成爲21世紀最具發展前景的綠色環保材料之一，受到了世人的關注,並將廣泛應用于工業、農用、林業、服裝、漁業、衛生醫療等領域。　　2、PLA纖維的發展簡史　　PLA纖維的發展歷史可追溯到20世紀30年代。1931年美國杜邦公司的高分子化學家卡羅瑟斯（Carothers）曾對PLA的合成進行過研究，並在真空條件下通過加熱乳酸最先發現了PLA。此後，Hovey、Hodgins、Begji等人先後對PLA的合成方法進行過研究。1944年Filachiene在原

3、有的基礎上，對PLA的合成方法又開展了系統的研究，並推出了可行性的聚合方法。1954年杜邦公司採用此聚合方法首次製備出了高分子量的PLA樹脂。1962年美國Cyanamid公司採用PLA樹脂紡制出了可生物吸收的醫用縫合線。然而，由於當時用來合成PLA的製備方法還相當落後，難以應用於經濟規模化生産，因而極大的阻礙了PLA工業化的發展。　　進入90年代後，由於人們環保意識的不斷增強，可生物降解尤其是以可再生資源爲原料的高分子材料越來越受到重視。世界許多國家開始逐漸將目光轉向綠色生態纖維産品的開發。隨著越來越多

4、的化纖企業紛紛加入PLA樹脂及纖維的開發行列，以及PLA合成技術和紡絲技術的進步，從而有力地推動了世界PLA纖維業的發展。　　1991年美國卡吉爾（Cargill）公司開展了以玉米等含澱粉農產品爲原料製備乳酸及PLA的合成技術的研究，並通過對實驗室到中試的生産技術的研發，使PLA纖維的生産規模從年産3000噸擴大到6000噸。　　由於對PLA纖維的發展前景十分看好，1997年美國道化學公司（DowChemical）與卡吉爾公司合作，雙方各出資50%，合資組建了卡吉爾-道聚合物公司（CargillDowPo

5、lymers），簡稱CDP公司，並將CDP公司的總部設在了明尼蘇達洲（MN）的MINNTONKA市。同年CDP公司在明尼蘇達洲的SARAGE市建成了世界最大生産規模的PLA中試工廠，其年生産能力達到6300噸。16　　日本鍾紡公司是最早開展PLA纖維研製和實現工業化生産的世界著名化纖生産廠家。1989年該公司開始生物降解材料的研究，由於發現PLA材料強度高、生物降解性能好，於是便將PLA纖維作爲該公司重點開發的可生物降解材料。1994年，該公司在PLA長絲開發方面取得了突破性進展，並確定了PLA纖維工業化

6、生産技術。　　1998年鍾紡公司開始與島津製作所合作開發以玉米爲原料的PLA纖維，其生産原料由島津製作所提供。同年推出了以"Lactron"爲商品名的服裝用途的PLA纖維（又稱玉米纖維）。此外還在1998年長野奧林匹克環境展大會上，展出了以"地球時裝"冠名的"Lactron"面料服裝，以及PLA纖維與棉、羊毛或其他天然纖維混紡製成的系列紡織品"KaneboComFiber"。　　1999年鍾紡公司PLA纖維産能已達700噸/年。爲了擴大PLA纖維生産規模，同年該公司還與CDP公司簽訂了長期購買PLA樹脂的

7、合同。此後鍾紡公司還與美國CDP公司進一步合作，準備聯合生産PLA樹脂，以擴大PLA纖維生産能力和市場做好前期準備。　　隨著PLA纖維生産技術的進步，CDP公司與世界許多國家的生産廠家通過開展合作，大力開發PLA纖維。迄今爲止，CDP公司與日本尤尼吉卡公司合作開發出商品名爲"TERRAMACRY"的PLA纖維、非織造布等産品；與三菱樹脂公司及美國UNIFI公司合作開發聚乳酸POY和DTY絲。此外，美國ECOHEM、德國BOEHRINGER、INGETHEIM等公司也已開始PLA原料及纖維的批量生産，德國I

8、NVENTA-FISHER公司也建立了PLA中試裝置。由於從事PLA原料及纖維的生産企業的增多，PLA纖維現已在世界範圍內得到了迅速發展。　　3、PLA纖維的生産技術　乳酸是製備PLA的主要原料,其學名爲2-羥基丙酸,即分子中既有羥基,又有羧基,因此乳酸的縮聚並不需要第三單體(如PET中的EG)。聚乳酸是由乳酸聚合而成的一種分子中帶有酯鍵的脂肪族聚酯材料，具有優良的物性和可生物降解性能。PLA原料既可由乳酸(LA)脫水後聚合