2016年11月11日 星期五 09:15:33
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【原创】聚乳酸熔喷非织造布的开发及应用前景

发表时间:2021/11/9

PLA也称聚丙交酯,是一种可完全生物降解的聚酯类高分子材料。其由乳酸缩聚制得,目前多以玉米等含淀粉生物质或秸秆纤维素为原料,发酵生产乳酸,将乳酸制备成环状二聚体丙交酯,再将丙交酯开环聚合生产聚乳酸。其不以石油为原料,只以通过植物的光合作用形成的生物质可再生资源为原料。理论上聚乳酸制品的废弃物可被自然界中微生物分解成二氧化碳和水,二氧化碳和水通过植物光合作用,形成生物质并继续成为聚乳酸发酵的原料,因此聚乳酸是目前世界公认的环境友好材料。


PLA熔喷非织造布原料及工艺特点


工艺流程

PLA熔喷法非织造布是将PLA切片熔融后,通过用高速高温气流喷吹,使熔体细流受到极度拉伸而形成超细短纤维,然后聚集到滚筒或网帘上形成纤维网,最后经自黏合作用得以加固成布。其工艺流程为PLA切片→干燥→螺杆挤压机熔融→过滤器→计量泵→熔喷模头→熔体细流拉伸→纤维冷却→铺网接收→黏合成布→卷绕。


性能特点

PLA熔喷非织造布具有很多特点,归纳起来主要有以下 3 点:

(1)可生物降解,符合可持续发展理念;

(2)在常温下具有良好的耐气候性,强度保持较好;

(3)由于采用熔喷技术,其纤维极细,孔隙多而尺寸小,在过滤、阻菌、吸附等方面具有突出优势。


PLA原料及其熔喷非织造布的开发应用


PLA原料的发展与产能情况

1954年,美国DuPont(杜邦)公司开始用间接法制备PLA,即先制备出丙交酯,然后将纯化好的丙交酯进行开环聚合,从而得到了高分子量的PLA;期间,国外有公司开发了PLA用于可吸收性生物材料,如手术缝合线、药物抗释体系的载体等;2001年,美国Nature Works公司商业化生产了PLA产品。

目前,在我国PLA的生产仍属起步阶段。之前,PLA合成的中间体原料存在技术壁垒,PLA纤维级切片大部分依赖进口。最近几年,有企业突破技术瓶颈,PLA纤维级切片已有上万吨产能。据资料显示,国内外PLA已投产、在建以及拟建的企业近20家,主要集中在国外,以美国Nature Works为最大,占全球30%以上的产能。


全球聚乳酸主要生产企业

资料来源:《中国纺熔非织造布》2020年第5期


PLA熔喷法非织造布的开发现状


多年以前,国内就有院校和企业研究开发用熔喷法非织造布技术加工PLA,但一直未有批量生产。原因是原料成本高,市场接受度受限;加之用传统的PP熔喷非织造布设备加工PLA,生产工艺还不够成熟。特别是用作高端过滤材料的PLA熔喷布,在提高过滤效率方面存在技术瓶颈。现在有企业正在探索通过对PLA改性(保持生物可降解性)、添加驻极母粒和对PLA熔喷布进行驻极处理等工艺手段,以达到提高过滤效率降低滤阻的效果。

随着国内PLA原料生产规模的扩大,工艺技术的改进,生产成本的降低,原料价格随之下降。熔喷非织造布生产企业要进一步细分市场,可瞄准部分关注绿色健康产品的高端消费者,如母婴产品领域可以先行一步;同时配合政策上的引导和支持,全社会形成共识,让环保成为必需。


更多内容,请见《纺织导报》第11期“聚乳酸纺熔非织造布的开发及应用前景”一文。