聚乳酸纤维的制备

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聚乳酸纤维生产工艺

聚乳酸纤维生产工艺
聚乳酸纤维是由聚乳酸材料制成的一种人造纤维。

生产聚乳酸纤维的工艺流程包括以下几个步骤：
1. 原材料准备：聚乳酸材料是从玉米淀粉等天然植物材料中提取得到的。

原材料需要先进行反应、聚合、切片等处理，得到聚乳酸颗粒。

2. 熔融纺丝：将聚乳酸颗粒加热融化，然后在纺丝机的喷嘴中形成细丝。

纤维的粗细和纺丝速度都会影响纤维的性能。

3. 封闭加工：生产好的纤维需要经过光泽加工、卷曲等环节，将纤维真正变成可以使用的纺织品。

4. 杀菌、干燥：将成品纤维进行杀菌处理，降低细菌污染的风险，并将纤维干燥，使其更加耐磨、耐久。

5. 检验、包装：对生产好的纤维进行一些性能指标的检测，确认符合需求后进行包装，准备打包出厂。

聚乳酸纤维生产工艺比较复杂，需要专业的生产流程和设备，并且具备不少核心技术和经验。

此外，聚乳酸储存涂层、添加剂等可以使此种纤维在使用过程中耐磨、抗菌性能大幅提高，也需要根据不同用途进行选择与处理。

聚乳酸纤维生产工艺流程

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纺织材料聚乳酸纤维完整版

3聚乳酸纤维的结构与性能
3.1聚乳酸纤维的结构
聚乳酸纤维可采用溶液纺丝、熔体纺丝和静电纺丝等加工方法生产,大多采用熔体纺丝法。其纤维结构大体为圆柱体,横截面近似为圆形。图2为聚乳酸纤维在水、细菌和氧气的环境下处理后的结构照片。
由图2可以看出,聚乳酸纤维在水、细菌和氧气环境下处理后横向截面和纵向表面上存在一些无规律的斑点和断断续续的条纹,这是聚乳酸纤维内大量的非结晶部分在水、细菌和氧气中进行较快的分解所形成的。
图3
5聚乳酸纤维的应用实例
5.2服装花匠内裤采用美国NatureWorks公司研发的天然聚乳酸纤维制作而成的内裤。如图4所示。
图4
5聚乳酸纤维的应用实例
5.3家纺河北烨和祥新材料科技有限公司致力于聚乳酸纤维的研发、生产、销售。产品主要用于家纺、服装、卫生材料等制造领域。如图5。
4聚乳酸纤维的应用
4.3聚乳酸纤维在塑料中的应用
在现代生活环境中,生态污染一直受到人们的关注,不可降解的塑料影响着我们的生活环境,造成了水质变差、土地变坏等危害,为此,成本低廉、可降解、环保的聚乳酸受到了人们的关注。聚乳酸的气体穿透性比聚乙烯(PE)高得多,所以聚乳酸可以制作矿泉水瓶,但是不能长期储存汽水。
图5
THANKS
聚乳酸纤维
目录
1 聚乳酸纤维的概述 2 聚乳酸纤维的发展概况
3 聚乳酸纤维的结构与性能 4 聚乳酸纤维的应用
1聚乳酸纤维的概述
聚乳酸(PLA)又称聚丙交酯,是聚酯类合成纤维的一种,属于可再生资源。主要由玉米、木薯、甘蔗等富含多糖和淀粉类的植物中发酵提取出乳酸,然后通过直接缩聚法、开环聚合及固相聚合的技术工艺合成。PLA纤维是以PLA为原料，通过挤压、双轴拉伸、纺丝等方式成型，具备良好的热稳定性、生物可降解性和生物相容性，最终降解产物为二氧化碳和水，对环境无任何污染，是理想的绿色资源。

PLA简介

聚乳酸的简称（PLA）PLA是生物降解塑料聚乳酸的英文简写，全写为：polylactice acid聚乳酸也称为聚丙交酯(polylactide)，属于聚酯家族。

聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生,主要以玉米、木薯等为原料。

聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。

聚乳酸的热稳定性好，加工温度170～230℃，有好的抗溶剂性，可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑。

由聚乳酸制成的产品除能生物降解外，生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好，还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性，因此用途十分广泛，可用作包装材料、纤维和非织造物等，目前主要用于服装(内衣、外衣)、产业(建筑、农业、林业、造纸)和医疗卫生等领域。

PLA最大的制造商是美国NatureWorks公司，其次是中国的海正生物，他们目前的产量分别是7万吨和5千吨。

PLA有很多的应用，可以在挤出、注塑、拉膜、纺丝等多领域应用。

聚乳酸的制备1.1.合成方法总的来说，聚乳酸（PLA）的制备是以乳酸为原材料进行合成的。

目前合成方法有很多种，较为成熟的是乳酸直接缩聚法，另一种是先由乳酸合成丙交酯，再在催化剂的作用下开环聚合。

另外还有一种固相聚合法。

1)乳酸直接聚合法直接聚合法早在20世界30~40年代就已经开始研究，但是由于涉及反应中的水脱除等关键技术还不能得到很好的解决，所以其产物的分子量较低（均在4000以下），强度极低，易分解，没有实用性。

日本昭和高分子公司采用将乳酸在惰性气体中慢慢加热升温并缓慢减压，使乳酸直接脱水缩合，并使反应物在220~260℃，133Pa 下进一步缩聚，得到相对分子质量在4000以上的聚乳酸。

但是该方法反应时间长，产物在后期的高温下会老化分解，变色，且不均匀。

日本三井压化学公司采用溶液聚合法使乳酸直接聚合得到聚乳酸。

直接法的主要特点是合成的聚乳酸不含催化剂，因此缩聚反应进行到一定程度时体系会出现平衡态，需要升温加压打破反应平衡，反应条件相对苛刻。

聚乳酸纤维简介

聚乳酸纤维聚乳酸纤维聚乳酸纤维是一种可完全生物降解的合成纤维，它可从谷物中取得。

其制品废弃后在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水，燃烧时，不会散发毒气，不会造成污染。

是一种可持续发展的生态纤维。

目录化学定义如何聚合聚乳酸的原料生产聚乳酸的合成聚乳酸纤维的制备聚乳酸纤维的定性鉴别分析研究化学定义如何聚合聚乳酸的原料生产聚乳酸的合成聚乳酸纤维的制备聚乳酸纤维的定性鉴别分析研究化学定义聚乳酸纤维聚乳酸(PLA)是一种聚羟基酸。

乳酸是乳酸杆菌产生的一种碳水化合物，是生物体(包括人体)中常见的天然化合物。

通过乳酸环化二聚物的化学聚合或乳酸的直接聚合可以得到高分子量的聚乳酸。

以聚乳酸为原料得到的制品，具有良好的生物相容性和生物可吸收性，以及很好的生物降解性，并且在可降解热塑性高分子材料中PLA具有最好的抗热性。

如何聚合聚乳酸的聚合方法有两种，一种是减压在溶剂中由乳酸直接聚合的方法，即：乳酸→预聚体→聚乳酸；另一种方法是常压下以环状二聚乳酸为原料聚合得到，即：乳酸→预聚体→环状二聚体→聚乳酸。

聚乳酸纤维是一种新型的可完全生物降解的合成纤维，系从谷物中取得，其制品废弃后在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水，燃烧时不会散发毒气，不会造成污染。

目前，学术界对聚乳酸纤维的研究很多，主要以日本钟纺公司为代表。

由玉米、甘蔗或甜菜通过发酵和蒸馏的方法提取乳酸，聚合成聚乳酸，通过溶液纺丝方法得到聚乳酸纤维，日本钟纺公司的聚乳酸纤维的商品名为Lactron，其性能见表1，从表中数据可以看出，聚乳酸纤维具有与聚酯几乎同等强度和伸长，杨氏模量较低，其织物比较柔软，是一种优良的面料原料。

Lactron可以加工成短纤维、复丝和单丝形式，与棉、羊毛或粘胶等可分解性纤维混纺，可制得类似丝的织物，制成内衣和衬衫等服装，不但耐用、吸湿性好，而且通过加工形成优良的形态稳定性和抗皱性能。

聚乳酸的原料生产聚乳酸的原料是乳酸，即-羟基丙酸、2-羟基丙酸。

可降解聚乳酸纤维(PLA)开发生产方案(二)

可降解聚乳酸纤维（PLA）开发生产方案一、实施背景随着全球对环境保护的关注日益提高，绿色、可持续的产业发展成为了主流趋势。

聚乳酸纤维，作为一种生物可降解材料，具有优良的环保性能和广阔的市场前景。

然而，其生产成本高、技术难度大等问题成为了制约其广泛应用的主要障碍。

因此，从产业结构改革的角度出发，探讨聚乳酸纤维（PLA）的开发和生产方案具有重要意义。

二、工作原理聚乳酸纤维（PLA）是以乳酸为原料聚合得到的聚合物。

其工作原理主要包括以下步骤：1.乳酸聚合：通过催化剂的作用，将纯度较高的乳酸分子聚合形成长链，得到聚乳酸。

2.熔融纺丝：将聚乳酸熔融，通过纺丝机喷丝，形成纤维。

3.冷却拉伸：纤维经过冷却装置后进行拉伸，强化纤维结构。

4.卷绕成型：经过卷绕装置，使纤维卷绕成卷，完成PLA纤维的生产。

三、实施计划步骤1.资源整合：整合相关乳酸原料资源，确保原料的稳定供应。

2.技术研发：研发高效、环保的PLA生产技术，降低生产成本。

3.生产线建设：根据PLA纤维生产工艺要求，建设或改造生产线。

4.试生产与调试：进行试生产，对生产过程进行监测和调试。

5.批量生产：经过试生产验证成功后，开始批量生产。

6.市场推广：对PLA纤维进行市场推广，扩大销售渠道。

四、适用范围1.纺织服装：PLA纤维具有优良的生物相容性和可降解性，适用于制作医疗用品、运动服、内衣等。

2.包装材料：PLA纤维制成的包装材料可替代传统塑料，应用于食品、药品等领域。

3.生物医用：PLA纤维可用于制作手术缝合线、人工韧带等医疗用品。

4.环境治理：PLA纤维可用于制作生物降解塑料，有助于减少白色污染。

五、创新要点1.开发高效、环保的PLA生产技术，降低生产成本。

2.探索新的生产工艺，提高产品质量和性能。

3.结合市场需求，开发多样化的PLA制品，满足不同领域的需求。

4.加强产业链上下游合作，实现资源共享和优势互补。

六、预期效果1.提高PLA纤维的生产效率和产品质量。

pla纤维的生产工艺

1、PLA纤维的生产工艺、结构特点和主要性能生产工艺：工艺PLA切片→干燥→螺杆挤压→预过滤→纺丝箱→冷却上油→卷绕→热盘拉伸→DT纤维（1）切片干燥：像PET一样，PLA切片必须经过干燥处理后才能进行熔融纺丝。

PLA 属聚酯类产品，由于其聚合物在活跃和潮湿的环境中会通过酯键断裂发生水解而产生降解，造成分子量大幅下降，从而严重影响成品纤维的品质，因此纺丝前要严格控制PLA聚合物的含水率。

PLA切片干燥后含水率与干切片特性粘度的控制尤为重要，因为含水率控制不当引起的分子量损失将给正常的熔融纺丝带来困难。

（2）熔融纺丝：由于具有高结晶性和高取向性，PLA纤维具有高耐热性和高强度，且无需特殊的设备和操作工艺，应用常规的加工工艺便可进行纺丝。

但PLA纤维不同于芳香酯的PET，其熔点175℃（由差示扫描量热DSC法测定）与PET的260℃差距较大，且熔融纺丝成形较PET困难，主要表现在PLA的热敏性和熔体高粘度之间的矛盾。

要使PLA在纺丝成形时具有较好的流动性和可纺性，必须达到一定的纺丝温度，但PLA物料在高温下，尤其是经受较长时间的相对高温时极易发生热降解，因此造成PLA熔融成形的温度范围极窄。

（3）纺丝组件：由于PLA熔体的表观剪切粘度随剪切速率的增大而下降，表现为切力变稀流动现象。

因为在剪切应力的作用下，大分子构象发生变化，长链分子偏离平衡构象而沿熔体流动取向，表现出预取向性，从而使体系解缠并使大分子链彼此分离，导致PLA熔体的表观剪切粘度下降。

因此，必须通过加强剪切来降低其表观粘度，进而解决PLA聚合物热敏性和熔体高粘度之间的矛盾，实现纺丝的顺利进行。

（4）速率和卷绕超喂：在生产过程中，为保证PLA纤维有一定的取向度，同时希望拉伸应力和卷绕应力在纺丝过程中得到及时有效地消除，有效控制卷绕张力是关键。

另外，由于PLA纤维的玻璃化温度较低，易造成卷绕过程中应力松驰加剧，使纤维沿轴向发生一定尺寸的收缩。

pla纤维的生产工艺

PLA切片干燥后含水率与干切片特性粘度的控制尤为重要，因为含水率控制不当引起的分子量损失将给正常的熔融纺丝带来困难。

（2）熔融纺丝：由于具有高结晶性和高取向性，PLA纤维具有高耐热性和高强度，且无需特殊的设备和操作工艺，应用常规的加工工艺便可进行纺丝。

（3）纺丝组件：由于PLA熔体的表观剪切粘度随剪切速率的增大而下降，表现为切力变稀流动现象。

因此，必须通过加强剪切来降低其表观粘度，进而解决PLA聚合物热敏性和熔体高粘度之间的矛盾，实现纺丝的顺利进行。

另外，由于PLA纤维的玻璃化温度较低，易造成卷绕过程中应力松驰加剧，使纤维沿轴向发生一定尺寸的收缩。

聚乳酸纤维

聚乳酸纤维
聚乳酸纤维是一种生物降解性塑料，由聚乳酸分子构成。

它具有优良的生物相
容性和可降解性，可以替代传统塑料在一些领域的应用。

聚乳酸纤维被广泛应用于医疗、纺织和包装等领域。

制备过程
聚乳酸纤维的制备主要有两种方法：溶液旋转成型法和熔融纺丝法。

溶液旋转成型法 1. 将聚乳酸溶解在有机溶剂中，形成聚合物溶液。

2. 将聚合
物溶液注入旋转模具中，经过旋转成型，使其形成纤维状结构。

3. 将形成的聚乳
酸纤维进行干燥和固化处理，最终得到产品。

熔融纺丝法 1. 将聚乳酸颗粒在高温条件下熔化，形成聚合物熔融。

2. 将熔化
的聚乳酸通过喷丝孔拉伸成纤维。

3. 纤维冷却凝固后进行卷绕，最终得到聚乳酸
纤维产品。

特性与应用
聚乳酸纤维具有以下特性：
•生物相容性：聚乳酸纤维对人体无害，可在医疗领域用于缝合线等应用。

•可降解性：聚乳酸纤维在一定条件下可被微生物降解，减少环境污染。

•良好的强度：聚乳酸纤维具有较高的强度，可用于纺织品和工程材料制备。

•可染性：聚乳酸纤维可通过染色处理获得丰富多彩的颜色。

聚乳酸纤维在医疗、纺织和包装等领域得到广泛应用：
•医疗领域：用于制备缝合线、缓释药物载体等医疗器械。

•纺织领域：制备各种纺织品，如衣服、床上用品和家居用品。

•包装领域：用于生物降解包装材料，降低塑料污染对环境的影响。

聚乳酸纤维的可降解性和生物相容性使其在替代传统塑料方面具有广阔的应用
前景，未来随着技术的不断发展，聚乳酸纤维有望在更多领域得到应用和推广。

聚乳酸纤维的制备

和发酵法两种。由于发酵法原料来源广泛,原料的利用率和转化率较高,成本较低,故大多数了不少研究 , 目前制造
聚乳酸(PLA )有两条路线:第一条是直接聚合，第二条是开环聚合。
直接聚合示例
即在高真空和一定温度下用溶剂去除凝结水,将精制的乳酸
聚乳酸纤维的制备
什么是聚乳酸纤维？
聚乳酸纤维是一种可完全生物降解的合成纤维，它可从谷
物中取得。其制品废弃后在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水，燃烧时，不会散发毒气，不会造成污染。是一种可持续发展的生态纤维。
聚乳酸纤维的制备
合成聚乳酸的单体是乳酸, 乳酸的生产可分为石油合成法
交酯, 在真空下蒸馏提纯后再进行开环聚合制得聚乳酸树脂。此方法制得的分子量可高达二十几万 , 被CargillDow 和杜邦公司等大多数公司所采用,是目前工业上普遍采用的方法,由于所生产的 PLA 分子量高,结晶性好,强度高,用途广泛。
聚乳酸纤维的制取
聚乳酸是一种热塑性树脂,纺丝加工性能良好,其纺丝成形
直接聚合(缩合)成聚乳酸树脂,可以生产较低分子量的聚合体, 这是C arother 和三井Tualsu 所采用的方法,可以生产低到中分子量的聚合体。此方法制得的 PLA 平均分子量较小,强度低,不能用作塑料和纤维加工,用途不广。
开环聚合示例
即在较温和的条件下去除水份 , 将乳酸环化制成二聚物丙
聚乳酸纤维的应用前景
( 1) 以植物为原料的生态塑料聚乳酸, 可能在不远的将来代替一部分化
工塑料制品, 使生态环境得以改善, 生活质量得以提高。
(2) 聚乳酸有可能缓解日益严重的石油资源危机。据估计, 石油将在
40~ 50 年内消耗殆尽, 石油及其产品的价格近年来也经历了大幅的波动, 而聚乳酸的原料玉米, 在过去的 10 年间, 价格却保持基本稳定。油价的暴涨必将使人们将更多的注意力投向以聚乳酸为代表的生态塑料行业。

聚乳酸纳米纤维材料的制备及其性能研究

聚乳酸纳米纤维材料的制备及其性能研究近年来，纳米材料的制备和研究备受关注，因其特殊的性能和应用前景。

其中，聚乳酸（PLA）纳米纤维材料是一种新兴的功能材料，具有优异的力学性能、光学性能和生物相容性，被广泛应用于医学、纺织、电子等领域。

一、PLA纳米纤维制备方法PLA纳米纤维的制备方法主要有静电纺丝法、旋转纺丝法、相分离纺丝法等。

其中，静电纺丝法是一种被广泛采用的制备方法。

1. 静电纺丝法静电纺丝法的原理是通过高电压电场使溶液中聚合物分子形成锥状液滴，接着在电场作用下产生电荷，使液滴表面张力降低，液滴在电场作用下逐渐变细，并且捕捉室内的湿气，因此可以拉出纤维。

制备PLA纳米纤维的过程中需要有合适的溶剂、聚合物浓度、电压和喷嘴直径等条件。

2. 旋转纺丝法旋转纺丝法也被广泛应用于PLA纳米纤维的制备。

它的原理是利用旋转界面的剪切作用将聚乳酸分子拉成纳米级的纤维，具有低成本、高生产效率等优点。

3. 相分离纺丝法相分离纺丝法的原理是利用液液分离的相分离现象制备纳米纤维。

通过选择合适的非溶剂、溶剂和聚合物体系，以及制备过程的辅助条件，可以获得高质量的PLA纳米纤维。

二、PLA纳米纤维的性能研究1. 力学性能PLA纳米纤维具有优异的力学性能。

研究表明，纳米纤维的强度和模量均比普通PLA纤维高，且具有很高的延展性。

这是因为纤维表面的高比表面积使纤维的分子结构更加紧密，能有效地增强材料的力学性能。

2. 光学性能PLA纳米纤维具有优异的光学性能。

研究表明，纳米纤维的纳米级直径可以使材料在特定波长下产生类似光子带隙的效应，使材料具有光学响应性质，并且在有机太阳能电池、光学器件等领域具有广阔应用前景。

3. 生物相容性PLA纳米纤维具有优异的生物相容性。

研究表明，纳米纤维对生物组织和细胞具有良好的生物相容性，能够有效地降低组织损伤和感染的风险。

在医学、药物缓释、组织工程等领域具有广泛的应用前景。

三、PLA纳米纤维的应用展望PLA纳米纤维具有广泛的应用前景。