聚乳酸纤维:可持续发展的绿色新选择
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在追求可持续发展的今天,新型材料不断涌现,聚乳酸纤维凭借其独特的优势,逐渐走进人们的视野,成为纺织、医疗等众多领域的新宠。这种从植物中获取灵感的纤维,究竟有着怎样的魅力?让我们一起深入了解。
一、聚乳酸与聚乳酸纤维
聚乳酸(PLA),又称聚丙交酯,属于脂肪族聚酯家族,是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物。它的诞生充满了绿色智慧,其原料乳酸主要来源于玉米、小麦、甜菜等农作物 ,通过微生物发酵将农作物中的糖分转化为乳酸,再经过一系列复杂的化学合成,最终得到聚乳酸。聚乳酸热稳定性好,加工温度在170 - 230℃,具有良好的抗溶剂性,可通过挤压、纺丝、双轴拉伸、注射吹塑等多种方式进行加工,是一种纤塑一体的材料。
聚乳酸纤维则是聚乳酸经过纺丝成型后得到的纤维形态。它融合了天然纤维和化学合成纤维的诸多优点,不仅具备与人体肌肤相近的弱酸性,天然亲肤、抑菌、抗螨、抗过敏,还具有良好的悬垂性、滑爽性、透气性,富有光泽感。同时,聚乳酸纤维制成的纺织制品还有自熄性的特点,使用安全性高,废弃后在堆肥条件下可降解为水和二氧化碳,对环境十分友好。
二、聚乳酸纤维的分类
(一)聚乳酸短纤维
聚乳酸短纤维是具有一定强力和弹力等力学性能的纤维产品。它的产品种类丰富多样,有纯纺产品,能充分展现聚乳酸纤维自身的特性;还有与棉、毛、麻、莱赛尔、木代尔等纤维的混纺产品 ,通过不同纤维之间的优势互补,创造出更多性能独特的面料。
以苏州易生的聚乳酸短纤维产品为例,又可进一步细分为常规单组分纤维、超短纤维、双组分纤维、三维卷曲纤维、着色丝、异形截面纤维、功能性纤维等。这些细分种类各有特点,比如三维卷曲纤维,其独特的卷曲结构使其拥有更好的弹性和保暖性;功能性纤维则可以根据需求,具备如吸湿排汗、防紫外线等特殊功能 。
(二)聚乳酸长丝
聚乳酸长丝是由多根长单丝经过拉伸、加捻或者变形工序形成的纤维集合体。一根丝条中包含几十根单丝,这种被称为聚乳酸复合丝的长丝,可以纺制成差别化聚乳酸纤维,满足不同领域对纤维性能的多样化需求。
此外,聚乳酸长丝还包括聚乳酸单丝。聚乳酸单丝因其独特的性能,在医用缝合、渔用、茶包等领域得到了广泛应用。在医用缝合中,它良好的生物相容性和可降解性,既能保证伤口的有效缝合,又能在伤口愈合后逐渐降解,无需二次拆线,减轻了患者的痛苦;用于渔用时,其强度和耐水性能够满足渔业作业的需求;制作茶包时,聚乳酸单丝的透气性和安全性,能让茶叶充分释放香气,同时保障消费者的健康。
三、聚乳酸纤维的性能特性
(一)力学性能
聚乳酸纤维的断裂强度为3.2 - 4.9cn/dtex,比天然棉纤维高,这意味着它在承受外力时更不容易断裂,能够保证纤维制品的耐用性。干态时的断裂伸长率与锦纶和羊毛相近,在湿态时伸长率增加,表明聚乳酸纤维制品不仅强力高,而且延伸性好,在不同的环境条件下都能保持较好的物理性能,无论是制作日常穿着的衣物,还是用于工业领域的材料,都能胜任。
(二)生物降解性
在正常温度和湿度下,聚乳酸纤维及其产品相当稳定。但当处于有一定温、湿度的自然环境(如沙土、淤泥、海水)下时,聚乳酸会被微生物完全降解成二氧化碳和水。聚乳酸产品废弃物在工业堆肥条件下(温度58℃、湿度98%和微生物条件),3 - 6个月即可完全分解为二氧化碳和水,具有十分良好的环保效果。这一特性使其成为解决“白色污染”问题的理想材料,尤其是在一次性医疗和卫生用品领域,聚乳酸纤维的应用可以大大减少废弃物对环境的负担。
(三)生物相容性,抗过敏
聚乳酸由乳酸而来,乳酸是人体内源性物质,且纤维pH值与人体几近一致,这使得聚乳酸纤维具有良好的生物相容性,和肌肤有极佳的亲和性、无致敏性,产品安全性能好。因此,聚乳酸纤维在生物医疗领域得到了广泛应用,如制作手术缝合线、人造器官支架等,能够与人体组织和谐共处,减少排异反应的发生。
(四)抑菌防螨,防霉防臭
聚乳酸纤维表面呈乳酸的弱酸性,这种天然的酸性环境使得其具有天然的抑菌性能,能有效抑制螨虫的滋生,并且具备了防霉防臭的功效。用聚乳酸纤维制作的床上用品、内衣等,能够为人们提供一个更加健康、舒适的生活环境,减少因细菌、螨虫滋生而带来的健康问题。
(五)服用性
悬垂性:聚乳酸纤维初始模量低,悬垂系数小,织物具有很好的悬垂性能。这使得用聚乳酸纤维制作的服装,如连衣裙、衬衫等,能够自然下垂,线条流畅,展现出优美的穿着效果,提升了服装的美感和质感。
吸湿透气性:虽然聚乳酸纤维的吸湿性较差,但它具有很好的透气性能。在穿着过程中,能够让皮肤自由呼吸,保持干爽舒适,尤其适合在运动服装和夏季服装中应用,即使在剧烈运动或炎热天气下,也能让穿着者感觉舒适自在。
折皱回复性:聚乳酸纤维在5%拉伸变形时,弹性回复率高达93%,所以纯聚乳酸纤维织物的折皱回复性很好。这意味着聚乳酸纤维制品在日常穿着和使用过程中,即使出现褶皱,也能快速恢复平整,无需频繁熨烫,为消费者提供了极大的便利。
耐磨性及起毛起球性:聚乳酸纤维耐磨性略优于涤纶,但织物有起毛起球现象。不过,随着纺织技术的不断进步,通过对纤维表面进行处理、与其他纤维混纺等方式,可以有效改善这一问题,提高聚乳酸纤维织物的品质和耐用性。
保暖性能好:聚乳酸纤维属于轻质纤维,在受潮或被水浸湿后也能较快恢复干爽。冬天穿用,保温性能比棉及聚酯纤维等材料好;夏天穿用,透湿性、水扩散性优异,吸汗快干,可通过蒸发迅速带走体热,真正做到了冬暖夏凉。
(六)其他性能
抗紫外线性能好:聚乳酸纤维的分子结构中含有大量的C - C和C - H键,它们一般不吸收波长小于290nm的光线,因此照射到地球的紫外线对聚乳酸纤维几乎没有影响,聚乳酸纤维产品拥有良好的抗紫外性能。这使得聚乳酸纤维制品在户外使用时,能够有效抵御紫外线的伤害,延长使用寿命,同时也为穿着者提供了一定的防晒保护。
离火即熄、少烟无毒:聚乳酸纤维不易燃烧,离火即熄,无黑烟毒气排放,有很好的使用安全性。这一特性使其在室内装饰、儿童用品等领域具有重要的应用价值,能够有效降低火灾风险,保障人们的生命和财产安全。
四、聚乳酸纤维的应用
(一)卫生材料
聚乳酸无纺布表面光滑,不吸湿,拥有更好的导流性、干爽性、生物相容性和不致敏性,比较适合易过敏人群,可广泛应用于卫生材料相关领域。如卫生巾及纸尿裤面层、导流层、底层,卸妆棉、湿巾、洗脸巾、膜布等一次性卫生用品。聚乳酸纤维不仅能够很好地解决一次性医疗和卫生用品的抑菌要求,其可生物降解性也能解决一次性医疗和卫生用品导致的“白色污染”问题,为环保事业做出贡献。
(二)服用面料
聚乳酸纤维拥有与聚酯/涤纶等材料相近的物理性能,可以定型、强力好、尺寸稳定性好、不刺激皮肤、易洗易干。通过在纺丝时改变工艺及添加其它材料,还能让聚乳酸纤维具有功能性,如吸湿排汗、防紫外线等,从而开发出独具优势的服用面料。
运动、休闲服装:Dty低弹丝针织面料常用于制作Polo衫、T恤衫等运动、休闲服装。聚乳酸纤维良好的芯吸性、吸水性、吸潮性以及快干效应,能够快速吸收并蒸发汗水,保持皮肤干爽,让穿着者在运动过程中更加舒适自由,同时其抗紫外线性能也能保护皮肤免受阳光伤害。
内衣:聚乳酸纤维与其他纤维交织、混纺,改变了聚酯纤维不适合用于内衣的传统观念。聚乳酸纤维的亲肤性、生物相容性和安全性,使内衣具有更好的保形性,穿着更加舒适、健康,为消费者提供了高品质的内衣选择。
(三)家纺和玩具填充
被子、枕头等的填充物:以中空聚乳酸短纤为代表,可以是纯PLA,也可以与其他纤维混合,代替现有的聚酯相关填充物。聚乳酸纤维的保暖性能好、轻质、透气等特点,使其成为制作保暖被芯、舒适枕芯的理想材料,为人们提供更加健康、舒适的睡眠体验。
床上用品面料(交织、混纺等):可充分发挥其亲肤性好、不刺激皮肤、不致过敏的优点,克服涤/棉面料的不足,比全棉面料有更好的尺寸稳定性,易洗易干易打理。同时,聚乳酸纤维的生产过程更加低碳环保,从原料到废弃物均可在土壤或海水中,经微生物作用分解成二氧化碳和水,燃烧时不会散发毒气,不会造成污染,符合现代消费者对绿色环保家居用品的追求。
(四)医疗用品
由于聚乳酸纤维具有良好的生物相容性和可降解性,在医疗领域有着广泛的应用。除了前面提到的手术缝合线、人造器官支架外,还可用于制作一次性口罩、防护服等医疗用品。
聚乳酸纤维作为一种具有众多优良性能的新型纤维,在可持续发展的道路上展现出了巨大的潜力。从它的诞生到分类、性能特性以及广泛的应用领域,我们可以看到它为解决环境问题、提升生活品质做出的积极贡献。相信在未来,随着技术的不断进步和创新,聚乳酸纤维将在更多领域得到应用和发展,为我们创造一个更加绿色、美好的世界。




 

 

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