聚乳酸纺丝
聚乳酸纤维
聚乳酸的结构与性能
1. 聚乳酸的结构
聚乳酸的结构式为：
由于原料原因，聚乳酸有聚D-乳酸（PDLA）、聚L-乳酸（PLLA）
和聚DL-乳酸（PDLLA）之分。生产纤维一般采用PLLA。
2. 聚乳酸的基本性质
基本性质
固体结构 熔点/°C Tg/°C 热分解温度/"C 拉伸率/% 断裂强度/(CN/dtex)
玉米纤维的生物分解性
。
聚乳酸纤维织物包埋于豆渣中的外观变化
聚乳酸纤 维优异的
性能
A
B
可生物降解性 优异的触感
C 导湿性
D 回弹性
E
F
耐燃性 紫外线稳定性 以及抗污性
05
聚乳酸纤维的应用
玉米纤维的主要用途
主要用途
服装用 家纺产品用
工业用 农业用 食品用 卫生医疗用 渔业用
主要产品
外衣、内衣、运动服装等 环保台布、窗帘、床上用品、盥洗用品等 强化纸、特殊环保用纸、包装袋、土工布等 防兽网、育苗袋、土壤补强材料、绳带等
50~60 180~200
-
溶于四氢呋喃、氯仿等 不溶于正庚烷
4~6
聚乳酸在所有生物可降解聚合物中熔点最高，结晶度大，透明度好，适合
用于制作纤维、薄膜及模压制品等。与标准的热塑性聚源自直接聚合合物相比，聚乳酸可发
生水解，最终生成无害
乳酸
丙交酯
的小分子水和二氧化碳， 而二氧化碳和水通过光
发酵
环化二聚
开环聚合
2 物理机械性能
聚乳酸纤维属于高强、中伸、低模型纤维。它具有足够的强度可以做一般 通用的纤维材料，实用性高；具有较低的模量，使得其纤维面料具有很好的加 工性能。聚乳酸纤维的断裂强度和断裂伸长率都与涤纶接近，这使得其面料具 有高强力，延伸性好、手感柔软、悬垂性好、回弹性好以及较好卷曲性和卷曲 持久性的优点。聚乳酸纤维的吸湿率较低，与涤纶接近，但是它有较好的芯吸 性，故水润湿性、水扩散性好，具有良好的服用性。同时，它还具有良好的弹 性回复率，适宜的玻璃化温度使其具有良好的定型性能和抗皱性能。
聚乳酸的熔融纺丝研究的开题报告
聚乳酸的熔融纺丝研究的开题报告一、研究题目：聚乳酸的熔融纺丝研究二、研究背景和意义：聚乳酸（PLA）是一种具有良好生物可降解性和生物相容性的生物塑料，被广泛应用于包装、医学、纺织和农业等各个领域。
目前，PLA的生产已经进一步发展，使得它成为了被广泛使用的替代传统塑料的可行选择。
熔融纺丝是一种常见的制备纤维的方法，越来越多的研究表明，PLA 的熔融纺丝是一种较为有效的方法去制备与传统塑料纤维相类似的可降解高分子纤维。
在这种方法中，技术参数如熔融温度、流量等对纤维的物理、化学性质均有重要影响。
因此，本研究将聚焦于聚乳酸的熔融纺丝过程，旨在研究不同制备条件下对纤维形态及物理、化学性质的影响，为PLA纤维的制备提供科学依据和理论支撑。
三、研究目标：1. 探究不同熔融温度和流量对聚乳酸的纤维形态的影响；2. 研究纤维的物理、化学性质在不同参数调节下的变化；3. 为聚乳酸的熔融纺丝提供理论支撑。
四、研究方法：1. 收集相关文献资料进行综述分析，了解PLA纤维的制备发展、特点和应用情况；2. 设计实验计划，通过长时间的熔融纺丝实验，探究不同熔融温度和流量对纤维形态和性质的影响；3. 使用SEM、DSC、TGA、FTIR等测试手段，分析纤维的形态、热学、力学以及表面化学性质；4. 分析统计实验结果，根据数据得出纤维制备最优参数，为PLA纤维可控制备提供理论指导。
五、论文结构：第一章：绪论1.1 研究背景与意义1.2 国内外研究现状1.3 研究目的与意义1.4 研究内容及方法1.5 论文结构第二章：聚乳酸的特性与制备工艺2.1 聚乳酸的特性及其优点2.2 PLA的生产技术2.3 PLA纤维的制备技术分析第三章：聚乳酸的熔融纺丝实验3.1 实验设备及材料3.2 实验条件与方法3.3 实验结果分析第四章：纤维形态和性质的测试与分析4.1 纤维形态的测试与分析4.2 纤维物理、化学性质的测试与分析4.3 实验结果分析与讨论第五章：结论5.1 实验结论与启示 5.2 研究不足及展望参考文献。
聚乳酸熔融法纺丝原料选择的研究(0)[1]
![聚乳酸熔融法纺丝原料选择的研究(0)[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/8d07b472f242336c1eb95e34.png)
聚乳酸熔融法纺丝原料选择的研究王向冰，杨革生，胡学超＊，邵惠丽（东华大学纤维材料改性国家重点实验室，上海２０００５１）摘要：采用１Ｈ－ＮＭＲ、１３Ｃ－ＮＭＲ、ＤＳＣ和ＧＰＣ等研究方法对３种不同的熔融纺丝原料用的聚乳酸进行了分析。
研究结果表明：聚乳酸的消旋性即光学活性、残存单体量会影响到聚乳酸的热性能，进而影响聚乳酸的熔纺性能。
尤其是当聚乳酸的立体规整性过差时，就会呈现非晶聚合物的特性，无法进行熔融纺丝。
关键词：聚乳酸；核磁共振；消旋性；热性能；熔融纺丝中图分类号：ＴＱ３４２文献标识码：Ａ!!!!!!文章编号：１００１－７０５４（２００５）１１－０００１－０５聚乳酸（ＰＬＡ）纤维是一种完全可以生物降解的合成纤维，具有高结晶性和高取向性，其强度、伸长等与涤纶和锦纶６相当［１］。
除了可以应用于ＰＡ、ＰＥＴ的传统应用领域外，聚乳酸纤维还有自己的独特性能。
如Ｌ－乳酸是人体内正常的糖代谢产物，并且人体内还含有分解Ｌ－乳酸的酶，因此聚乳酸纤维在人体内具有优良的生物相容性，可以作为优良的材料应用于生物医学领域；较低的模量也使其具有更好的悬垂性和手感，柔软性比ＰＥＴ好，制成的织物有丝绸般的光泽，不刺激皮肤，穿着舒适；最重要的是聚乳酸纤维的生物降解性，其降解产物为二氧化碳和水，而这两种产物又可以通过植物的光合作用，变成聚乳酸的原料———淀粉。
总之聚乳酸纤维可以参与自然界的大循环，不会造成环保问题，是理想的绿色纤维。
因此近年来，国内外对聚乳酸纤维进行了许多研究和开发工作［２，３］。
聚乳酸的纺丝方法有溶液纺丝和熔融纺丝两种，从纺制的纤维机械性能上看，干法纺丝比熔融纺丝好［４］。
其原因有两个方面：一是干法纺丝液中，聚乳酸大分子的缠结比熔融纺丝的熔融体要少得多，在纺丝过程中，若能将缠结少的网络结构有效地转移到初生纤维中，则初生纤维会表现出很高的拉伸性能；二是与熔融纺丝相比，干法纺丝通常在较低温度下进行，热降解少，因此，干法纺丝的纤维具有较高的强度。
聚乳酸溶液静电纺丝电压
聚乳酸溶液静电纺丝电压1. 引言聚乳酸（Poly lactic acid, PLA）是一种生物可降解的聚合物，具有良好的生物相容性和可塑性，被广泛应用于医学、食品包装、纺织品等领域。
静电纺丝是一种制备纤维的方法，通过对溶液施加高电压，在电场作用下使溶液中的聚合物形成纤维。
本文将探讨聚乳酸溶液静电纺丝时所使用的电压对纤维形态和性能的影响。
2. 静电纺丝原理静电纺丝是一种重要的纤维制备技术，其基本原理是将聚合物溶液通过针尖喷出，并在高压电场作用下形成纤维。
在静电纺丝过程中，主要存在以下几个关键步骤：•溶液喷射：将聚合物溶液通过喷嘴或针尖以恒定速度喷出；•液滴伸展：由于表面张力和离子场作用力的共同作用，喷出的液滴在空气中逐渐伸展；•凝固和固化：由于溶剂的挥发或引入交联剂，溶液中的聚合物逐渐凝固并形成纤维。
3. 电压对纤维形态的影响电压是控制静电纺丝过程中最重要的参数之一，它直接影响溶液喷射速度、液滴伸展速度和纤维直径等关键指标。
下面将从这几个方面详细讨论电压对纤维形态的影响。
3.1 溶液喷射速度在静电纺丝过程中，溶液喷射速度决定了纤维形成的快慢。
一般来说，随着电压的增加，溶液喷射速度也会增加。
这是因为高电压会产生更强的静电场，使溶液中的聚合物受到更大的静电力，从而加快了喷射速度。
3.2 液滴伸展速度在静电纺丝过程中，液滴伸展速度决定了纤维形态的拉伸程度。
一般来说，随着电压的增加，液滴伸展速度也会增加。
这是因为高电压会产生更强的静电场，使液滴受到更大的静电力，从而促使其更快地伸展。
3.3 纤维直径纤维直径是衡量纤维细度的重要指标之一。
在静电纺丝过程中，纤维直径受到溶液喷射速度和液滴伸展速度的共同影响。
一般来说，随着电压的增加，溶液喷射速度和液滴伸展速度都会增加，从而导致纤维直径减小。
4. 电压对纤维性能的影响除了对纤维形态的影响外，电压还会对纤维的力学性能和结构性能产生影响。
下面将从这两个方面详细讨论电压对纤维性能的影响。
静电纺丝法聚乳酸纳米纤维膜操作步骤
静电纺丝法聚乳酸纳米纤维膜是一种先进的纳米材料制备技术，其制备过程十分复杂，需要高度的操作技巧和精确的实验条件。
在这篇文章中，我将为你详细介绍静电纺丝法聚乳酸纳米纤维膜的操作步骤，以及其在纳米材料领域的重要应用。
1. 材料准备要准备好用于静电纺丝的聚乳酸溶液。
通常情况下，聚乳酸纳米纤维膜的制备需要使用具有特定分子量和浓度的聚乳酸溶液。
在实验室中，研究人员需要精确地称取聚乳酸和溶剂，并进行充分混合和溶解，以得到高质量的聚乳酸纳米纤维膜样品。
2. 装置调试接下来，需要将静电纺丝仪器进行调试和准备工作。
静电纺丝仪器是一种专门用于制备纳米纤维膜的设备，其包括高压电源、注射泵、旋转收集器等部件。
操作人员需要根据实验要求，调整好每个部件的参数，保证实验过程中的稳定性和可重复性。
3. 聚乳酸纳米纤维膜制备当材料准备和装置调试完成后，就可以进行聚乳酸纳米纤维膜的制备工作了。
在实验过程中，操作人员需要将事先准备好的聚乳酸溶液置于注射泵中，并通过精密的控制系统，逐渐将溶液注入到静电纺丝喷头中。
在高压电场的作用下，溶液会被拉伸成极细的纤维，并在旋转收集器上逐渐沉积成薄膜状的纳米纤维材料。
4. 膜形态表征制备好的聚乳酸纳米纤维膜可以进行形态和性能的表征工作。
研究人员可以利用扫描电镜、原子力显微镜等高分辨率仪器，观察和测量纳米纤维膜的表面形貌、直径分布、结晶度等特征参数，从而评估其质量和性能。
5. 应用研究制备好的聚乳酸纳米纤维膜可以用于各种领域的应用研究。
比如在生物医学领域，纳米纤维膜可以作为组织工程支架、药物载体等材料；在环境保护领域，纳米纤维膜可以用于油水分离、污水处理等方面。
聚乳酸纳米纤维膜的制备工作对于推动纳米材料在各领域的应用具有重要意义。
总结通过以上步骤，我们可以清晰地了解静电纺丝法聚乳酸纳米纤维膜的操作过程。
其制备过程需要严格的实验条件和操作技巧，但制备出的纳米纤维膜具有优异的性能和广泛的应用前景。
希望这篇文章可以帮助你更好地理解静电纺丝法聚乳酸纳米纤维膜的重要性和制备过程，促进你在相关领域的研究工作。
丝素_聚乳酸静电纺丝的研究
丝素／聚乳酸静电纺丝的研究缪秋菊１，左保齐２，秦志忠２，韩林２，夏永林２（１．苏州经贸职业技术学院，江苏苏州２１５０２１；２．苏州大学材料工程学院，江苏苏州２１５０２１）摘要：以具有一定生物活性、细胞黏附性能好的丝素蛋白与降解性能优良的聚乳酸复合，以静电纺丝方法形成２０％丝素与８０％聚乳酸的丝素／聚乳酸共混纤维非织造网。
通过扫描电子显微镜研究其形态，Ｘ－射线衍射、红外光谱等分析研究其聚集态结构变化。
研究表明：丝素／聚乳酸静电纺的纤维直径与电压、接收距离大小和后处理方法有关；不同后处理方法对丝素／聚乳酸静电纺纤维的结晶结构有较大影响。
关键词：静电纺丝；丝素；聚乳酸；共混；结构中图分类号：ＴＱ３４２文献标识码：Ａ文章编号：１００１－７０５４（２００７）０１－０００５－０４０前言丝素蛋白（ＳＦ），是一种源于蚕丝的纯度很高且容易提纯、分离的天然高分子蛋白质，其含量占蚕丝的７０％～８０％。
丝素蛋白对人体无毒害作用，细胞黏附性能好，安全可靠，具有良好的生物相容性，适于开发生物医用材料［１，２］。
但其结构紧密，生物降解速度很慢，限制了其在组织工程领域的应用。
聚乳酸（ＰＬＡ）纤维是一种具有发展前景的“绿色纤维”，具有良好的生物降解性［３￣６］。
聚乳酸及其共聚物纺制的缝合线是一类比较理想的手术缝合线［７］。
但聚乳酸生物活性较低，细胞黏附较困难。
将丝素和聚乳酸复合，形成具有细胞黏附性优良，同时降解性能良好的生物医用材料，满足机体组织修复的要求，是材料科学领域重要的任务之一。
丝素和聚乳酸复合材料的制备和性能研究，目前国内未见报道。
本文将丝素与聚乳酸共混，以静电纺丝方法形成２０％丝素与８０％聚乳酸纤维非织造网（以下简称丝素／聚乳酸共混纤维），分析研究了其聚集态结构变化，为丝素／聚乳酸复合材料在组织工程支架方面的进一步应用提供实验依据。
１试验材料与方法１．１试验材料与试验仪器１．１．１试验材料无水碳酸钠，上海兴达化学试剂厂；化学纯溴化锂（ＬｉＢｒ・Ｈ２Ｏ），上海恒信化学试剂有限公司；分析纯乙醇，上海化学试剂二厂；六氟异丙醇（ＨＦＩＰ），美国杜邦公司；丝素纤维；聚乳酸（ＰＬＡ），美国ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ公司。
聚乳酸熔融纺丝断裂的原因
聚乳酸熔融纺丝断裂的原因全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：聚乳酸是一种生物降解性高分子材料，具有良好的生物相容性和可降解性，因此在医疗、食品包装、纺织品等领域得到广泛应用。
聚乳酸熔融纺丝是一种将聚乳酸塑料通过加热熔融后通过纺丝成纤维的工艺，但在这个过程中会出现纤维断裂的现象。
本文将探讨聚乳酸熔融纺丝断裂的原因，并提出相应的改善措施。
聚乳酸熔融纺丝断裂的原因主要包括以下几个方面：一、聚乳酸分子链的结晶度过高。
聚乳酸是一种结晶性高的聚合物，结晶度过高会导致纤维断裂。
在熔融纺丝的过程中，聚乳酸分子链在高温下形成了大量结晶区，使得纤维的柔韧性降低，容易发生断裂。
二、温度控制不当。
纺丝过程中的温度控制是非常关键的，过高或者过低的温度都会导致纤维断裂。
温度过高时，聚乳酸分子链易于受热影响而发生断裂；而温度过低时，聚乳酸分子链无法充分熔融，导致断裂。
三、纺丝速度过快。
纺丝速度过快会导致纤维在拉伸过程中受到过大的力，从而导致断裂。
纺丝速度应该适中，能够保证聚乳酸分子链充分拉伸并形成完整的纤维。
四、纤维拉伸不均匀。
在纺丝过程中，如果纤维的拉伸不均匀，会造成纤维内部应力集中，从而导致断裂。
纤维的拉伸应该均匀，避免出现局部应力过大的情况。
二、合理控制纺丝温度。
在纺丝过程中要根据聚乳酸的熔融温度和熔融性能合理调整温度，保证聚乳酸分子链充分熔融，避免温度过高或过低引起的断裂现象。
三、控制纺丝速度。
在纺丝过程中要根据聚乳酸的拉伸性能适当调整纺丝速度，避免速度过快引起的断裂。
可以采取多孔纺丝板等措施，减缓纤维拉伸速度，降低断裂风险。
四、改善纤维拉伸均匀性。
可以通过调整纺丝装置结构，优化纺丝工艺参数等方法，提高纤维的拉伸均匀性，减少纤维断裂的发生。
聚乳酸熔融纺丝断裂是一个复杂的问题，需要综合考虑材料特性、工艺参数等因素。
通过优化材料结晶度、合理控制温度、速度和拉伸均匀性等措施，可以有效减少纤维断裂现象，提高聚乳酸纺丝的质量和产量，推动聚乳酸在纺织品领域的应用。
聚乳酸电纺丝纳米纤维
制造装置简朴，应用广泛。例如，Pitarresi 等人经过α，β聚( 氮-2-羟基) -DL-天冬氨酸接枝聚乳酸( PHEA-g-PLA ) ，以 N，N-二 甲 基 甲 酰 胺 ( DMF ) 和 丙 酮( 80∶ 20) 为溶剂， 在常温下对其进行了溶液静电纺丝，得到了直径约为 1 μm 旳纤维; Chioua 等人以 1，1，1，3，3，3-全氟丁二烯-2-丙 醇( HFIP) 为溶剂，采用溶液静电纺丝制备了鳕鱼明胶/聚乳 酸复合纳米纤维。
3 多孔构造聚乳酸纳米纤维
与串珠构造静电纺丝纳米纤维相反，多孔构造静电纺丝 纳米纤维有更大旳比表面积，且孔道构造有利于提升通量。 所以当静电纺丝纤维作为吸附材料或者载体时，大旳比表 面积意味着更高旳吸附量或者负载量; 而作为细胞培养基质 时，孔道构造旳存在有利于营养物质在纤维内部旳传递。
4 同轴构造聚乳酸纳米纤维 Loscertales 等人在 2023 年使用同轴静电喷雾装置制备
经过同轴静电纺丝措施制备聚乳酸载药纳米纤维具有旳 核-壳构造，对药物能够进行有效旳包覆和控制释放。对聚 乳酸核-壳载药纳米纤维载药和释药行为进行研究，有利于 其在过滤膜、创伤愈合敷料、组织工程和药物传递等领域 旳应用。
聚乳酸纳米纤维药物缓释体系
聚合物纳米纤维作为药物传递和控释旳载 体，具有如下优点: 1体积微小，能穿过组织间隙; 2 药物旳稳定性相对提升; 3可控释药物，延长生物半衰期; 4易实现靶向和定位给药，从而在很大程度上提升 了药物旳利用率; 5有效地降低给药次数，减轻或防止了毒副作用。
聚乳酸作为一种具有良好旳生物相容性，生物降解性旳高 分子材料，将其作为药物缓释体系旳载体材料，经过静电 纺丝措施制备旳聚乳酸载药纳米纤维，可用于毒副作用大、 生物半衰期短、易被生物酶降解旳药物给药。
聚乳酸纺丝分子量要求
聚乳酸纺丝分子量要求聚乳酸（Poly lactic acid，PLA）是一种由乳酸分子通过聚合反应得到的高分子材料。
由于其生物可降解性和可再生性，聚乳酸在医学、食品包装、纺织品等领域得到了广泛应用。
而在聚乳酸纺丝过程中，聚乳酸分子量的要求对纤维的性能和应用范围有着重要影响。
聚乳酸纺丝分子量的要求主要包括平均分子量、分子量分布以及链段长度等方面。
首先，平均分子量是指聚乳酸分子量的平均值，它决定了纤维的物理性能和加工性能。
一般来说，较高的平均分子量可以提高纤维的强度和熔点，但也会增加纺丝难度。
因此，在纺丝过程中需要根据具体的应用要求选择合适的平均分子量。
分子量分布是指聚乳酸分子量在一定范围内的分布情况。
较窄的分子量分布可以提高纤维的力学性能和热稳定性，但也会增加纺丝过程中的工艺难度。
因此，在聚乳酸纺丝中，需要根据具体的应用要求选择合适的分子量分布。
链段长度也是聚乳酸纺丝分子量要求的重要指标之一。
链段长度的长短直接影响到纤维的结晶性能和熔融流动性。
较长的链段长度可以增加纤维的结晶度和熔点，提高纤维的强度和热稳定性。
然而，较长的链段长度也会影响纺丝的流动性和加工性能。
因此，在聚乳酸纺丝中，需要根据具体的应用要求选择合适的链段长度。
为了满足聚乳酸纺丝分子量的要求，可以采取不同的方法进行调控。
一种常用的方法是通过控制反应条件和聚合体系中的催化剂浓度来调节聚乳酸的分子量。
此外，也可以通过采用不同的聚合工艺和纺丝条件来调节分子量分布和链段长度。
聚乳酸纺丝分子量的要求对纤维的性能和应用范围有着重要影响。
在选择聚乳酸纺丝材料时，需要根据具体的应用要求，选择合适的平均分子量、分子量分布和链段长度。
通过调控反应条件和聚合工艺，可以实现对聚乳酸纺丝分子量的精确控制，从而得到具有理想性能的纤维材料。
可生物降解聚乳酸纤维的纺丝与拉伸
可生物降解聚乳酸纤维的纺丝与拉伸2006—5 第六届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集可生物降解聚乳酸纤维的纺丝与拉伸r汤恩旗夏磊张迪天津工业大学摘要:以聚乳酸切片为原料，通过熔融纺丝和热板拉伸制得聚乳酸纤维，研究了纺丝温度、拉伸温度、拉伸倍数对纤维性能的影响。
实验结果表明:聚乳酸有良好的成纤性，拉伸倍率为4倍时，聚乳酸纤维的性能最好，即纤维的结晶度、取向度、断裂强度均表现出最佳值。
关键字:聚乳酸;熔融纺丝;拉伸近年来，可生物降解高分子材料的研究日趋活跃，在各种可降解材料中，聚乳酸(PLA)有许多突出的优点，如生物相容性好、降解产物为二氧化碳和水、不会对环境产生污染，因此是理想的绿色高分子材料[1训。
聚乳酸制品除生物降解、生物相容性好以外、光泽度、透明性、手感和耐热性也很好，还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外线性，因此用途十分广泛，，目前主要用于服装、产业和医疗卫生等领域。
用于制备纤维的聚乳酸一般是左旋聚乳酸(PLLA)，聚乳酸纤维的纺丝方法主要有两种:溶液纺丝法和熔融纺丝法。
溶液纺丝因工艺复杂，溶剂回收难等缺点，目前尚处于实验室阶段: 采用熔融纺丝法生产的聚乳酸纤维目前已进入商品化阶段，日本钟纺公司已有商品名为Lactfon的 PLLA长丝[5羽。
本实验以聚乳酸切片为原料，通过熔融纺丝和热板拉丝制得聚乳酸纤维，研究了纺丝温度、拉伸温度、拉伸倍数对聚乳酸纤维性能的影响。
1实验1(1实验聚乳酸切片是深圳纳米材料科技有限公司生产，分子量为440000，熔点为164。
C。
采用自机进行纺丝，纺丝装置示意图如图1—1所示。
制熔融纺丝高压氨气_料桶电热套导丝装置年一卷绕图1-1纺丝装置示意图聚乳酸切片在高温下极易水解，因此纺丝前将其用真空烘箱在50。
C的条件下干燥48dx时【7J。
桶挤出温度为186。
C，氮气保护，喷丝孔直径为lmm，挤出速度2(6m,rain，卷绕速度9(6m,min。
初料生聚乳酸纤维用自制的热板拉伸机进行拉伸处理。
聚乳酸纺丝概述
摘要：简单介绍了聚乳酸的聚合方法和目前聚合工艺方面的新发展。
介绍了聚乳酸纤维的纺丝方法.聚乳酸熔戲纺丝工艺流程及目前国内外聚乳酸纤维的生产.开发惜况。
比较了聚乳酸纤维与涤纶等合成纤维及真丝等天然纤维的物理性能指标。
纺丝用聚乳酸合成和聚乳酸纤维纺丝的方法.优缺点和国内外研究现状，对聚乳酸纤维的降解性能.物理机械性能和染色性能进行了述评。
最岳，介绍了聚乳酸纤维在医药.织物和非织造布方面的应用。
关键词：聚乳酸；聚合；溶液纺丝；熔敬纺丝；应用引言合成纤维出现以后，发展速度非常快，用量非常大，但是它使用后的废弃物对环境造成了极大的威胁。
从环保的观点出发，研究开发可生物降解的纤维原料已变得非常迫切。
目前聚乳酸的合成技术逐渐成熟，在纺织领域的应用非常广泛，聚乳酸纤维的开发非常吸引业界人士的关注,它是采用玉米等自然资源为原料制取的纤维,从原料到废物完全可以再生利用，对环境完全没有危害。
这里主要介绍纺丝用聚乳酸的合成及聚乳酸纤维的性能和研究现状。
聚乳酸的合成聚乳酸并不是一种全新的髙分子。
早在1932年，被誉为高分子化学之父的Carothers采用直接缩合的方法将乳酸在有机溶剂和貞•空状态下反应得到聚乳酸，但未能工业化。
直到20世纪 60年代，由丙交酯(LA)开环聚合得到高相对分子质量的PLA,并根据聚乳酸能在人体内分解的特性，将其应用于医用材料领域，人们才再次掀起PLA研究的热潮。
聚乳酸一般可以通过两种方法聚合:一种是乳酸的直接聚合，另一种是丙交酯的开环聚合。
熔融缩聚是直接合成聚乳酸的方法之一,最近备受关注。
但是如果只是通过熔融缩聚还不能得到高分子量的聚乳酸，必须在熔融缩聚后进行固相缩聚，使聚乳酸大分子链继续增长，以提髙产物分子量。
目前还有一些人通过在乳酸预聚物中加入扩链剂的方法获得髙分子聚合物, 但是这种方法在合成过程中会用到一些有机溶剂，对环境造成污染。
聚乳酸直接缩聚时存在如下的两个平衡反应：n CH3-€H—COOH TT；町4>(n-l)H/)I II IOH OCH>CH,丙交li该反应存在两个平衡反应：⑴伴随着聚乳酸末端-C00H基和-0H基的缩合脱水的酯化平衡反应。
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聚乳酸的成型加工方法及其应用摘要：简单介绍了聚乳酸的聚合方法和目前聚合工艺方面的新发展。
介绍了聚乳酸纤维的纺丝方法、聚乳酸熔融纺丝工艺流程及目前国内外聚乳酸纤维的生产、开发情况。
比较了聚乳酸纤维与涤纶等合成纤维及真丝等天然纤维的物理性能指标。
纺丝用聚乳酸合成和聚乳酸纤维纺丝的方法、优缺点和国内外研究现状,对聚乳酸纤维的降解性能、物理机械性能和染色性能进行了述评。
最后,介绍了聚乳酸纤维在医药、织物和非织造布方面的应用。
关键词：聚乳酸;聚合;溶液纺丝;熔融纺丝;应用引言合成纤维出现以后,发展速度非常快,用量非常大,但是它使用后的废弃物对环境造成了极大的威胁。
从环保的观点出发,研究开发可生物降解的纤维原料已变得非常迫切。
目前聚乳酸的合成技术逐渐成熟,在纺织领域的应用非常广泛,聚乳酸纤维的开发非常吸引业界人士的关注,它是采用玉米等自然资源为原料制取的纤维,从原料到废物完全可以再生利用,对环境完全没有危害。
这里主要介绍纺丝用聚乳酸的合成及聚乳酸纤维的性能和研究现状。
聚乳酸的合成聚乳酸并不是一种全新的高分子。
早在1932年,被誉为高分子化学之父的Carothers采用直接缩合的方法将乳酸在有机溶剂和真空状态下反应得到聚乳酸,但未能工业化。
直到20世纪60年代,由丙交酯(LA)开环聚合得到高相对分子质量的PLA,并根据聚乳酸能在人体内分解的特性,将其应用于医用材料领域,人们才再次掀起PLA研究的热潮。
聚乳酸一般可以通过两种方法聚合:一种是乳酸的直接聚合,另一种是丙交酯的开环聚合。
熔融缩聚是直接合成聚乳酸的方法之—,最近备受关注。
但是如果只是通过熔融缩聚还不能得到高分子量的聚乳酸,必须在熔融缩聚后进行固相缩聚,使聚乳酸大分子链继续增长,以提高产物分子量。
目前还有一些人通过在乳酸预聚物中加入扩链剂的方法获得高分子聚合物,但是这种方法在合成过程中会用到一些有机溶剂,对环境造成污染。
该反应存在两个平衡反应:(1)伴随着聚乳酸末端-COOH基和-OH基的缩合脱水的酯化平衡反应。
(2)聚乳酸与丙交酯之间的环线平衡反应。
合理控制上述两个平衡过程,使反应向缩聚的方向深入进行,将有利于聚乳酸分子量的提高。
在有效脱水和抑制解聚反应这两个关键技术上采取有效的措施,可使聚合反应得以顺利进行,从而获得高分子量聚合物。
直接缩聚法在体系中存在着游离酸、水、聚酯及丙交酯的平衡,不易得到相对分子质量高的聚合物,但此法生产工艺流程短、成本低;而丙交酯的开环聚合法可以得到相对分子质量较高的聚合物。
目前,丙交酯的开环聚合法（两步法合成聚乳酸）已成为聚乳酸合成工艺的主流。
2002年美国CargillDow(CDP)公司采用丙交酯开环工艺在Blair建成14万t/a的聚乳酸工厂。
其工业化生产聚乳酸的工艺流程如下:玉米等→葡萄糖→发酵→乳酸→预聚体→粗丙交酯→蒸馏→高纯丙交酯→聚合→聚合物→聚合物改性→聚乳酸树脂在乳酸脱水缩合后将得到的低聚物在催化剂作用下使其解聚制得2,2-二甲基-3,6-二氧代-1.4二噁烷(丙交酯),再在催化剂存在的情况下使其开环聚合反应而制得相对分子质量高的聚乳酸。
丙交酯的开环聚合法的优点是(1)可得到高分子量的聚乳酸。
(2)可以纯度不高的乳酸为原料,甚至可用下脚料、废料,这是因为挥发性的丙交酯可与非挥发性杂质(蛋白质、多糖)分离。
在用重结晶或蒸馏法提纯丙交酯时还可进一步去除杂质。
缺点是丙交酯必须提纯才能聚合得到高分子量的产品。
提纯的方法有2种,一是重结晶法,该法手续繁琐且溶剂消耗大;二是减压蒸馏法,此法设备投资大且技术要求高。
丙交酯的开环聚合法虽然能得到相对分子质量高的聚乳酸,但它工艺流程长、成本高,一定程度上限制了聚乳酸的发展。
人们又开始寻求新的聚乳酸聚合方法,其中包括溶剂回流脱水聚合、溶液聚合等。
直接缩聚/固相增黏聚合:在150℃左右通过一般的熔融缩聚脱水得到乳酸的齐聚物,然后在180℃条件下,并在水合二氯化锡和对甲苯磺酸催化剂的反应催化下得到黏均分子质量为2×104左右的聚乳酸,最后继续在105℃固态热处理、结晶,后经140～150℃反应10～30h,得到黏均分子质量为5×105左右的高相对分子质量的聚乳酸。
溶剂回流脱水聚合:减压脱水后的乳酸以辛酸亚锡为催化剂,并以苯甲醚回流脱水反应50h 后,反应产物用氯仿溶解,再用甲醇沉淀、干燥。
溶液聚合:以氯化亚锡为催化剂,同乳酸和溶剂在105～110℃反应3h,并减压,然后升温至135～140℃反应8h,再升温至160℃,减压进一步降低体系的真空度,继续反应直至结束。
反应物用丙酮溶解,再在水中沉淀、抽滤,得到聚乳酸。
2聚乳酸材料成型加工方法1注射成型注射成型是聚乳酸加工过程中使用最广泛的方式，特别是对于那些形状复杂，尺寸精度要求高的热塑性塑料制品。
大多数基于聚乳酸注塑加工的注射成型机都是往复式螺杆挤出机，包括注射装置和挤出系统。
一个典型的注塑循环通常都是以紧密的模具作为一个注塑期的开始，模具夹紧后，立即行动，打开喷嘴和螺杆向前移动，注入聚合物熔体进入模腔。
在物质收缩补偿和模具冷却过程中，螺杆保留住前部的控制压力。
在该控压阶段结束时，喷嘴关闭，而模具冷却到一定程度后开模。
周期时间的最小化，可以最大限度地提高生产速度。
为了减少产品生产的单位周期时间，最常见的部分是改善注塑中的模具冷却装置。
由于注射成型是一种十分成熟的成型方式，一般聚乳酸的注射成型也相对比较简单。
2热压法成型热压法通常用于制备包装型容器，如一次性纸杯，一次性使用的食品托盘、盖子和牙刷柄等。
在聚乳酸的典型热成型过程中，聚乳酸首先被加热至软化，然后通过气动或机械传动压入模具，待模具冷却后，从模具中取出，经过后期修整后。
聚乳酸的热加工温度一般为160℃左右，比PET、PS、PP都要低，但是它的低热传导性导致其冷却周期较长，一般都是采用前期热压，后期快速冷压的办法来加快生产周期。
但是由于聚乳酸的热变形温度比较低，聚乳酸制品在脱模后，制成品的放置与储存对于成品率的提高也是十分重要的。
3纺丝成型目前主要采用熔融纺丝法制备聚乳酸纤维。
熔融纺丝时，采用分子量比较高的聚乳酸，先将聚乳酸切片进行真空干燥，然后在氮气保护下通过螺杆挤压机喷丝制得，成丝后以一定速度进行卷绕，然后将初生纤维在160℃的热板上双向拉伸进行拉伸热定型，然后根据产品要求制备成长丝和短丝。
熔融纺丝成型对熔体的高速变形能力有很高的要求。
在纤维变形区域的拉伸应力对高取向度和高结晶度是一个十分重要的参数。
有弹性和黏性组成的应力与流变学的作用力相反，分别相当于储存模量和损耗模量。
随着纺丝速率的提高，纤维的取向度变高，由取向引起的结晶度更高。
较宽的和较低的分子量分布都是有碍于纺丝成型的，纺丝成品的物理性能与聚乳酸的性能和纺丝条件有关。
纺丝成型工艺主要包括螺杆温度、模板温度、卷绕速率、拉伸倍数、拉伸温度和热定型温度。
整个纺丝工艺中，温度影响最大，温度过低物料输送不畅，温度过高，聚合物降解程度加深，喷丝口出来的物料达不到纺丝的要求。
在可操作范围内，适当提高拉伸倍数有利于纤维综合性能的提高。
4吹塑成型吹膜工艺要求聚乳酸具有良好的柔韧性和热稳定性。
目前广泛使用的是平挤上吹法技术。
吹膜过程中主要的工艺参数是挤出温度，吹胀比，牵引比和霜白线。
一般聚乳酸的吹膜温度控制在140～160℃之间，同时必须保证机头温度均匀。
吹胀比是薄膜的横向膨胀倍数，吹胀比增大可以使薄膜的横向拉伸强度提高。
但是吹胀比也不能太大，否则容易造成膜泡不稳定，使薄膜容易出现皱折，一般聚乳酸的吹胀比在3．0左右。
牵引比是纵向的拉伸倍数，牵引比大可以使薄膜的纵向拉伸强度提高、厚度变薄，但是如果牵引比过大，薄膜的厚度难以控制，还会将薄膜拉断造成断膜现象。
在吹塑成型中，如果吹胀比和牵引比同时增大，薄膜厚度就会变薄，而薄膜折径变宽。
在吹膜过程中，霜白线的高低对薄膜性能有一定的影响。
如果霜白线高，位于吹胀后的膜泡上方，则薄膜的吹胀在液态下进行，吹胀仅仅使薄膜变薄，而且分子不受到拉伸取向，这时的吹胀膜性能接近于流延膜。
相反，如果霜白线比较低，则薄膜的吹胀在固态下进行，此时的塑料处于高弹态下，吹胀就如同横向拉伸一样，使分子发生取向作用，从而使吹胀膜的性能接近于定向膜。
聚乳酸吹膜稳定时的霜白线一般位于吹胀后薄膜的上方，因此薄膜的横向取向程度较低。
5发泡成型目前比较通用的聚乳酸发泡成型方法是挤出发泡法。
加工工艺参数主要包括压力、压力降、压力降速率、温度、各种动量因素、时间因素以及其他因素。
这些参数可控性较强，一般可以直接通过改变加工条件或者机械部分来实现。
在制备发泡聚乳酸塑料过程中，压力的重要性是不言而喻的。
压力是气泡膨胀动力的来源;压力直接影响气体在体系中的溶解能力;压力的大小决定了成型过程中压力降以及压力降速率的范围;压力对形成均匀体系所需时间的影响等。
温度是加工工艺参数中的关键参数之一，温度的高低也直接影响到气体的扩散系数、气体的溶解度、体系的黏度、熔体弹性以及气泡和熔体之间的表面张力。
关于温度对气体扩散系数的影响，可以解释为随着温度的升高，气体分子的活动能力增加，因此气体的扩散系数就增大，进而加速其气体在熔体中的扩散速度。
气体扩散系数大小，在均相体系的形成以及气泡成核或气泡长大时，对气体转移的速度有很大的影响。
6电纺丝成型电纺丝工艺参数主要包括电压、喷丝头、接收距离、聚合物流体的流速、接收板的运动形式以及纺丝环境温度和湿度等。
聚乳酸的分子量要偏高一些，并且分子量分布要很窄，才能够静电纺丝得到超细纤维。
分子量太低，则纤维结构中含有大量串珠;分子量太高，会使纤维的直径增大;分子量分布过宽，则不易纺出均一连续的纤维。
当聚乳酸溶液过稀时，纺丝液会从针头喷射，不能形成连续的纤维;而当溶液浓度过大时，黏度过高，纺丝行为也将不稳定，一般在聚乳酸的浓度为10%左右。
纺丝溶液从针头喷出到达接收装置的过程中如果溶剂挥发过快，则聚合物容易在针头处凝结，堵塞针头;如果溶剂挥发过慢，则残留溶剂会溶蚀纤维。
静电纺丝过程中电压过小，则会产生静电喷射，形成独立的珠状物;当电压较小时，Taylor锥(在静电纺丝过程中，带电的聚合物液滴受电场力作用形成一端封闭的毛细管锥体，当电场力足够大时，锥体顶点液滴被加速克服表面张力形成喷射细流，这个毛细管顶部液滴形似锥状，俗称Taylor锥)形成于针头外悬挂液滴的表面;随电压增加，液滴体积逐渐变小，直至液滴和Taylor锥相继消失。
电压如果过大，喷丝不稳定，则又会出现串珠结构。
随着聚乳酸溶液流速的增大，纤维直径增加，纤维表面的孔径也增大，如果流速过大，则有利于串珠结构的形成。
接收距离如果增大，纤维直径从逐渐下降，接收距离的减小等同于流速的增加，从而导致聚乳酸纤维上串珠分布增多。