摘要：聚乳酸是一種可生物降解材料，是21世紀(jì)最有前景的纖維材料之一，本文介紹了聚乳酸纖維的性能和應(yīng)用，對(duì)我國(guó)聚乳酸纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析。

聚乳酸(PLA)在自然界中并不存在，需要人工合成，原料乳酸由小麥、甜菜、木薯、玉米等農(nóng)作物及有機(jī)肥料發(fā)酵制得。聚乳酸經(jīng)過(guò)紡絲成型后可得到聚乳酸纖維，由于其原料以玉米居多，因此又被稱(chēng)為“玉米纖維”。

極具前景的可生物降解纖維材料 — 聚乳酸纖維

可生物降解材料一般指在自然條件下或是其他特定處理?xiàng)l件下能最終降解成小分子或含水和二氧化碳的高分子材料。而聚乳酸纖維以自然界中的生物質(zhì)為原料，而產(chǎn)品的廢棄物有可以被降解為自然界中的二氧化碳和水，不產(chǎn)生其他廢棄物，實(shí)現(xiàn)了完全自然循環(huán)，屬于完全可生物降解材料(見(jiàn)圖1)。聚乳酸纖維的開(kāi)發(fā)應(yīng)用可以減少化纖工業(yè)對(duì)石油產(chǎn)品的依賴，同時(shí)減少環(huán)境污染，是已經(jīng)商業(yè)化的可生物降解材料的代表性品種。

圖1 聚乳酸纖維和合成應(yīng)用

(資料來(lái)演：中國(guó)知網(wǎng))

聚乳酸纖維屬于生物基合成纖維的一種，原料來(lái)自可再生材料，具有與天然纖維相似的外觀和手感，同時(shí)又具有合成纖維的性能，擁有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。聚乳酸纖維縮小了天然纖維與合成纖維之間的差距并被廣泛應(yīng)用，是21世紀(jì)極具發(fā)展前景的纖維材料之一。

聚乳酸纖維性能優(yōu)異，廣泛應(yīng)用于紡織和非織造材料

聚乳酸大分子有多種立體結(jié)構(gòu)，一般分為聚右旋乳酸(PDLA)、聚左旋乳酸(PLLA)和聚外消旋乳酸(PDLLA)。生產(chǎn)聚乳酸纖維一般采用PLLA，因?yàn)槠浞肿咏Y(jié)構(gòu)為等規(guī)立構(gòu)，具有很強(qiáng)的結(jié)晶性(見(jiàn)圖2 )。

圖2 PLA的三種立體結(jié)構(gòu)

(資料來(lái)源：中國(guó)知網(wǎng))

此外，聚乳酸纖維還具有良好的力學(xué)性能、彈性模量和熱成型性(見(jiàn)表1 )，還具有一般化學(xué)纖維所不具有的可生物降解性和生物相容性，具有高取向性和高強(qiáng)度，還具備耐高溫和抗紫外線功能，柔軟舒適，干爽透氣。

表1 聚乳酸纖維的性能

(資料來(lái)源：中國(guó)知網(wǎng))

聚乳酸各方面良好的性能特征賦予了它極大的附加值，制得的產(chǎn)品具有很好的懸垂性、抗皺性和生物可降解性，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，在紡織、醫(yī)療和衛(wèi)生等領(lǐng)域都有具有極好的應(yīng)用前景：聚乳酸纖維可加工性能好，密度小，還具有抗紫外線功能，可用于制造窗簾、服裝、沙漠治理用的沙障等;聚乳酸纖維具有阻燃性，低煙且組合性能好，可用于阻燃抗熔滴產(chǎn)品;聚乳酸纖維壓電性能良好，在智能穿戴領(lǐng)域也有應(yīng)用潛力;聚乳酸纖維還具有良好的抗菌防螨功能，可用于生產(chǎn)衛(wèi)生制品如衛(wèi)生巾、尿不濕、貼身內(nèi)衣，以及醫(yī)療領(lǐng)域的手術(shù)服、防護(hù)服等。

我國(guó)聚乳酸纖維產(chǎn)業(yè)起步晚，存在產(chǎn)能少、成本高的問(wèn)題

目前,聚乳酸纖維的生產(chǎn)企業(yè)主要集中在美國(guó)、德國(guó)、中國(guó)和日本等國(guó)。美國(guó)是最早開(kāi)始研究聚乳酸纖維且產(chǎn)量最大的國(guó)家。我國(guó)從2000年左右才開(kāi)始研發(fā)聚乳酸生產(chǎn)技術(shù)，目前對(duì)聚乳酸纖維的研究開(kāi)發(fā)還處于初級(jí)階段，截止2016年我國(guó)聚乳酸纖維總產(chǎn)能約為15000噸/年。目前我國(guó)已擁有多家聚乳酸的生產(chǎn)企業(yè)：浙江海正生物材料股份有限公司已經(jīng)掌握了多項(xiàng)聚乳酸纖維的關(guān)鍵技術(shù)，恒天長(zhǎng)江生物公司、上海同杰良公司、河南龍都生物科技有限公司、江蘇九鼎集團(tuán)都在籌備生產(chǎn)線，擴(kuò)大聚乳酸纖維的產(chǎn)能。但我國(guó)聚乳酸纖維產(chǎn)業(yè)面臨著企業(yè)產(chǎn)能低、生產(chǎn)水平參差不齊的問(wèn)題。

表2 聚乳酸纖維主要企業(yè)及其生產(chǎn)現(xiàn)狀

(資料來(lái)源：中國(guó)知網(wǎng))

根據(jù)表2，丙交酯開(kāi)環(huán)聚合、切片熔融紡絲的生產(chǎn)技術(shù)路線是被大多數(shù)公司采用的聚乳酸纖維生產(chǎn)技術(shù)路線，而紡絲切片被國(guó)外壟斷，價(jià)格較高，生產(chǎn)廠家的利潤(rùn)較少。恒天長(zhǎng)江生物采用丙交酯開(kāi)環(huán)聚合熔體直紡生產(chǎn)技術(shù)，并且已經(jīng)建成了一條2000噸/年的連續(xù)聚合熔體直紡生產(chǎn)線，同時(shí)還有一條10000噸/年的生產(chǎn)線在建。熔體直紡技術(shù)沒(méi)有干燥、切片造粒等中間過(guò)程，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本，可以使聚乳酸纖維成本高、產(chǎn)量少的問(wèn)題得到一定程度的解決，是未來(lái)聚乳酸纖維的主要發(fā)展方向。

結(jié)語(yǔ)

聚乳酸纖維是可生物降解材料的代表性品種之一，是一種具有極好的發(fā)展前景的纖維材料，具有多種優(yōu)異性能，在紡織、醫(yī)療、衛(wèi)生等領(lǐng)域具有極好的發(fā)展前景。我國(guó)聚乳酸纖維研發(fā)起步晚，目前大多數(shù)企業(yè)存在著產(chǎn)能低、成本高的問(wèn)題。