聚乳酸纖維是一種可完全生物降解的合成纖維，它可從谷物中取得。其制品廢棄后在土壤或海水中經(jīng)微生物作用可分解為二氧化碳和水，燃燒時(shí)，不會(huì)散發(fā)毒氣，不會(huì)造成污染。是一種可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)纖維。
聚乳酸纖維 聚乳酸(pla)是一種聚羥基酸。乳酸是乳酸桿菌產(chǎn)生的一種碳水化合物，是生物體(包括人體)中常見(jiàn)的天然化合物。通過(guò)乳酸環(huán)化二聚物的化學(xué)聚合或乳酸的直接聚合可以得到高分子量的聚乳酸。以聚乳酸為原料得到的制品，具有良好的生物相容性和生物可吸收性，以及很好的生物降解性，并且在可降解熱塑性高分子材料中pla具有最好的抗熱性。
聚乳酸的聚合方法有兩種，一種是減壓在溶劑中由乳酸直接聚合的方法，即：乳酸→預(yù)聚體→聚乳酸；另一種方法是常壓下以環(huán)狀二聚乳酸為原料聚合得到，即：乳酸→預(yù)聚體→環(huán)狀二聚體→聚乳酸。
聚乳酸纖維是一種新型的可完全生物降解的合成纖維，系從谷物中取得，其制品廢棄后在土壤或海水中經(jīng)微生物作用可分解為二氧化碳和水，燃燒時(shí)不會(huì)散發(fā)毒氣，不會(huì)造成污染。目前，學(xué)術(shù)界對(duì)聚乳酸纖維的研究很多，主要以日本鐘紡公司為代表。由玉米、甘蔗或甜菜通過(guò)發(fā)酵和蒸餾的方法提取乳酸，聚合成聚乳酸，通過(guò)溶液紡絲方法得到聚乳酸纖維，日本鐘紡公司的聚乳酸纖維的商品名為lactron，其性能見(jiàn)表1，從表中數(shù)據(jù)可以看出，聚乳酸纖維具有與聚酯幾乎同等強(qiáng)度和伸長(zhǎng)，楊氏模量較低，其織物比較柔軟，是一種優(yōu)良的面料原料。lactron可以加工成短纖維、復(fù)絲和單絲形式，與棉、羊毛或粘膠等可分解性纖維混紡，可制得類似絲的織物，制成內(nèi)衣和襯衫等服裝，不但耐用、吸濕性好，而且通過(guò)加工形成優(yōu)良的形態(tài)穩(wěn)定性和抗皺性能。聚乳酸纖維的生產(chǎn)技術(shù) 聚乳酸的原料生產(chǎn)
聚乳酸的原料是乳酸，即-羥基丙酸、2-羥基丙酸。由于乳酸分子中有一個(gè)不對(duì)稱碳原子，所以具有d-型（右旋光）和l-型（左旋光）兩種對(duì)映體，等量的l-乳酸和d-乳酸混合而成的dl-乳酸不具旋光性。成纖聚乳酸以l-乳酸為單體。
l-乳酸的工業(yè)化生產(chǎn)主要有微生物發(fā)酵法和化學(xué)合成法兩大類。中國(guó)發(fā)酵乳酸工業(yè)主要采用玉米、大米、薯干粉等為原料，以谷糠、麥皮等為輔料，以α-淀粉酶、糖化酶為液化劑、糖化劑，caco3為中和劑，經(jīng)發(fā)酵生產(chǎn)乳酸鈣，再進(jìn)一步酸化純化得到乳酸產(chǎn)品。
聚乳酸的合成
聚乳酸有兩種合成方法，即丙交酯（乳酸的環(huán)狀二聚體）的開(kāi)環(huán)聚合和乳酸的直接聚合。
丙交酯開(kāi)環(huán)聚合生產(chǎn)工序?yàn)椋合葘⑷樗崦撍h(huán)化制成丙交酯；再將丙交酯開(kāi)環(huán)聚合制得聚乳酸。其中乳酸的環(huán)化和提純是制備丙交酯的難點(diǎn)和關(guān)鍵，這種方法可制得高分子量的聚乳酸，也較好地滿足成纖聚合物和骨固定材料等的要求。
乳酸直接縮聚是由精制的乳酸直接進(jìn)行聚合，是最早也是最簡(jiǎn)單的方法。該法生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，但得到的聚合物分子量低，且分子量分布較寬，其加工性能等尚不能滿足成纖聚合物的需要；而且聚合反應(yīng)在高于180℃的條件下進(jìn)行，得到的聚合物極易氧化著色，應(yīng)用受到一定的限制。
由于原料原因，聚乳酸有聚d-乳酸（pdla）、聚l-乳酸（plla）和聚dl-乳酸（pdlla）之分。生產(chǎn)纖維一般采用plla。
聚乳酸纖維的制備
聚乳酸在所有生物可降解聚合物中熔點(diǎn)最高，結(jié)晶度大，熱穩(wěn)定性好，加工溫度在170~230℃之間，有良好的抗溶劑性，因此能用多種方式進(jìn)行加工，如擠壓、紡絲、雙軸拉伸、注射吹塑。
聚乳酸及其共聚物的紡絲可采用溶液紡絲和熔融紡絲工藝，主要采用干紡-熱拉伸工藝，而干紡纖維的機(jī)械性能要優(yōu)于熔紡纖維。研究表明，聚乳酸的分子量及其分布、紡絲溶液的組成及濃度、拉伸溫度、聚乳酸的結(jié)晶度和纖維直徑，都影響最終纖維的性能。
聚乳酸是熱塑性聚合物，可采用熔融紡絲。熔紡?fù)芤杭徬啾染哂薪?jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)，因此對(duì)其研究非?；钴S。plla對(duì)溫度非常靈敏，在升溫過(guò)程中特性粘度有較大幅度的下降，而且溫度越高，△η越大。因此成纖聚合體中的金屬、單體、水等的含量必須嚴(yán)格控制，尤其是殘留金屬及水分子在紡絲前必須嚴(yán)格去除，否則在紡絲過(guò)程中會(huì)引起分子量的急劇下降和腐蝕加工機(jī)械，制得的纖維性能降低。
在熔融紡絲前，把聚乳酸未端的-oh基用醋酸酐和吡啶進(jìn)行乙?；?，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其熱穩(wěn)定性有所提高，為紡絲溫度低于200℃，聚乳酸基本不發(fā)生熱降解。采用二步法，即第一步熔融擠壓，第二步熱拉伸，可制得斷裂強(qiáng)度高于7.2 cn/dtex的聚乳酸纖維。