聚乳酸纤维服用面料性能研究文献综述.doc

文献综述 聚乳酸纤维服用面料性能研究 一、前言部分 聚乳酸(poly—lactic—acid)，简称PLA，是以乳酸为主要原料聚合所得到的高分子聚合物。乳酸的生产主要有两条路线，一是石油原料合成法，另一个是发酵法。自20世纪80年代后期，从玉米淀粉中得到右旋葡萄糖，经过微生物发酵生产乳酸的工艺获得成功后，发酵法生产乳酸的成本远远低于合成法。它在医药及食品包装领域已被成功地应用了相当长的时间。近几年来，随着玉米等农作物为原料的发酵工艺生产乳酸进入工业化规模，生产聚乳酸所需的乳酸单体的生产成本大大降低，为聚乳酸在纺织材料中的应用创造了条件。 用玉米加工聚乳酸产品对综合利用资源，减少环境污染具有重要的意义和开发价值。以涤纶为代表的合成纤维自问世以来，得到了快速的发展。然而，随着以石油为原料的合成纤维产量的快速增长，石油过度开采引起的能源枯竭，以及石油制品使用废弃物的不可自然分解性对环境造成了极大的威胁。从环保的观点出发，对生物降解材料的研究和开发在全球己变得非常活跃。聚乳酸纤维是一种性能较好的可生物降解纤维，其废弃物埋在地下，在微生物的作用下会分解，生成碳酸气和水，它们在阳光下通过光合作用又会生成起始原料淀粉，淀粉就是聚乳酸的原料。可见PLA纤维的原料是可再生的，这样一个循环过程满足可持续发展的要求。 生产聚乳酸纤维所需的玉米原料极为丰富。根据各国农业部门资讯，仅2000年几个主要农业国的玉米库存量就达l亿吨以上，其中美唇玉米库存为4500吨，急需寻求消化渠道，而以玉米制作聚乳酸是较好的途径之一【1】。对玉米进行深加工生产聚乳酸纤维，既解决了不可生物降解的合成纤维带来的环境问题，又解决了玉米销售难带来的资源浪费。 二、主题部分 1.聚乳酸纤维的生产现状 最早用玉米为原料的纤维生产于1948年，产品名为“维卡拉”，为玉米蛋白质纤维，由美国维吉尼亚——卡里罗来纳化学公司于1948年至1957年批量生产。 聚乳酸的研究和开发历史则可以追溯到20世纪30年代，当时著名高分子化学家Carothers曾对聚乳酸的合成做过报道。1944年Fi lachiene在Hovey、Hodgins及Begji研究的基础上，对聚乳酸的聚合方法进行了系统的研究。1954年DuPont公司采用新的聚合方法制备出了高分子量的聚乳酸。1962年美国cyanamid公司用聚乳酸制成了性能优异的可吸收缝合线。20世纪70年代聚乳酸在人体内的易分解性和分解产物的高度安全性得到了确认，作为少数被美国食品及药物管理局(FDA)批准的生物降解医用材料【2】。 而目前，只有美国、日本及德国几家公司对聚乳酸的大规模生产技术进行了研究和开发。1997年，化学公司Dowpolymers看好聚乳酸纤维的后期发展，与美国知名谷物公司Cargll公司各出资50％合资组建CDP公司，1999年开始在美国内布拉斯加州建造年产14万吨PLA聚合物树脂的新工厂，并于2002年初正式投产，目前总产量已达20万吨，营业额至少达3亿美元，其中30％输往日本。 1989年，日本钟纺公司与岛滓制作所合作开发玉米聚乳酸纤维，原料来源于岛津制作所和CDP公司，并于1994年开发出商品名为Lactron的纤维，1998年又开发出用此纤维制造的系列服饰产品，并于长野冬季奥林匹克运动会上进行了展示。2000年1月，钟纺公司与CDP合作，联合生产聚乳酸纤维树脂。此外，日本的尤尼吉卡和仓敷公司也相继使用CDP公司的PLA聚合物纺制长丝、短纤或用纺粘法生产非织造布产品。2002年4月在瑞士日内瓦举办的非织造布贸易展览会Index02上，日本大阪的纤维生产商Kanebo Gohsen有限公司作了有关PLA纤维的报告。该公司目前的生产能力为700 t／年，并可能根据发展的需求扩大生产规模。 德国inventa fischerwc公司的年产3000吨聚乳酸中试实验装置也已获得成功，并着手进行年产1万吨的生产线的开发。 目前，聚乳酸纤维成本过高的问题亦因cDP公司聚乳酸树脂工厂的投产而得到解决【3】。现在，世界各工厂生产的聚乳酸纤维的原料绝大部分来自美国CDP公司，而杜邦公司等也有建厂计划。迄今为止，全球已有85个公司参与Cargill一Dow公司的PLA的开发和纤维生产销售网，其中包括日本东丽、伊藤忠以及中国台湾的远纺集团和上海华源、世好公司等。华源公司的PLA纤维加弹丝、拉伸丝及布样已在2003年3月的上海国际面料展亮相。 2.聚乳酸纺织品的研究现状 聚乳酸纤维属于生物降解高分子产品。具备了环保型纺织品的特征，而且具有一些优良的性能特点，在服装面料及产业用纺织品领域有良好的发展前景，将成为新世纪纤维生产与应用中的主导型产品之一【4】。但由于该纤维目前只有美、日、德等国的少数公司生产，在面料生产尚未得到广泛的应用。 国内外对于聚