聚乳酸纖維生產(chǎn)工藝
聚乳酸是線型直鏈大分子，沒(méi)有大側(cè)基，由于結(jié)構(gòu)單元存在手性碳原子，聚乳酸大分子有多種立體結(jié)構(gòu)，可分為聚右旋乳酸（PDLA）、聚左旋乳酸（PLLA）和聚外消旋乳酸（PDLLA）。一般來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)聚乳酸纖維采用的是PLLA，其分子結(jié)構(gòu)為等規(guī)立構(gòu)，具有很強(qiáng)的結(jié)晶性，而另外兩種聚乳酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不適合紡絲成型。聚乳酸纖維是將聚乳酸樹(shù)脂通過(guò)溶紡和熔紡方法而制成的合成纖維。將PLA制備成膠體溶液或熔融成熔體，經(jīng)噴絲口擠壓成細(xì)流，在合適的介質(zhì)中固化成纖維。雖然溶紡纖維的力學(xué)性能優(yōu)于熔紡纖維，但是，溶紡的工藝復(fù)雜，溶劑回收困難，紡絲環(huán)境惡劣，成本較高，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。故聚乳酸纖維的商品化生產(chǎn)都是采用熔融紡絲工藝。聚乳酸熔融紡絲法具有重現(xiàn)性好、環(huán)境污染小、生產(chǎn)成本低、便于自動(dòng)化和柔性化生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。工業(yè)化生產(chǎn)聚乳酸纖維，通?？梢圆捎酶咚偌徑z一步法或者紡絲——拉伸二步法 2 種方法，一步法產(chǎn)率較高，為二步法的6～15倍，而二步法得到的纖維力學(xué)性能優(yōu)于高速紡絲纖維。
圖片來(lái)源：布博士
聚乳酸熔融紡絲示意圖
聚乳酸纖維的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
聚乳酸纖維為全芯層結(jié)構(gòu)，縱面存在無(wú)規(guī)律的斑點(diǎn)及不連續(xù)性條紋，橫截面為近似圓形且表面存有斑點(diǎn)。這些無(wú)規(guī)律的斑點(diǎn)及不連續(xù)性條紋形成的原因主要是由于聚乳酸存在著大量的非結(jié)晶部分，在水、細(xì)菌、氧氣的存在下，可以較快分解成二氧化碳和水。
聚乳酸纖維的化學(xué)結(jié)構(gòu)
聚乳酸纖維縱面
聚乳酸纖維橫截面
聚乳酸纖維的性能特點(diǎn)
常見(jiàn)紡織纖維與PLA纖維的性能匯總
（1）導(dǎo)濕透氣性PLA纖維的公定回潮率為0.4%~0.6%，吸濕性能較差，疏水性能較好，制品使用時(shí)比較干爽。但聚乳酸纖維的極性碳氧鍵與水分子連接，引起纖維內(nèi)許多的水蒸氣轉(zhuǎn)移，可以使水分很快從人體表面轉(zhuǎn)移出去，具有很好的芯吸效應(yīng)，因而具有很好的透氣作用。聚乳酸纖維的橫向截面呈扁平圓狀，中間近似圓形，縱向表面比較光滑，呈均勻柱狀，但表面有少數(shù)深淺不等的溝槽。孔洞或裂縫使纖維很容易形成毛細(xì)管效應(yīng)從而表現(xiàn)出非常好的芯吸和擴(kuò)散現(xiàn)象，又由于聚乳酸纖維帶有卷曲，其制品較為蓬松，也增加了織物的導(dǎo)濕能力，所以PLA纖維的芯吸和擴(kuò)散作用非常好。
（2）生物降解性
聚乳酸是由生物質(zhì)原料（木薯、甜菜、蔗糖、秸稈纖維素等）經(jīng)微生物發(fā)酵而成的小分子乳酸聚合而成的高分子材料，而聚乳酸纖維是由聚乳酸原料通過(guò)熔融紡絲等方法制備纖維。因其原料為生物質(zhì)原料，故其可在自然環(huán)境中降解，最終產(chǎn)物為H2O和CO2，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，而且產(chǎn)物還能再次被環(huán)境吸收回歸自然，綠色環(huán)保。
（3）燃燒性能
PLA纖維的燃燒熱為19kJ/kg，煙氣密度為63m2/kg，燃燒時(shí)少煙且離火 2 min后自動(dòng)熄滅，具有良好的自熄特性；燃燒產(chǎn)物為CO2和H2O，不產(chǎn)生有毒氣體，是一種低污染的纖維。其極限氧指數(shù)是26%，比大多數(shù)纖維要高。
