pla纖維的生產(chǎn)工藝

1、1、PLA纖維的生產(chǎn)工藝、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和主要性能生產(chǎn)工藝：工藝PLA切片T干燥T螺桿擠壓T預(yù)過(guò)濾T紡絲箱T冷卻上油T卷繞T熱盤(pán)拉伸T DT纖維(1) 切片干燥：像PET樣，PLA切片必須經(jīng)過(guò)干燥處理后才能進(jìn)行熔融紡絲。PLA屬聚酯類產(chǎn)品，由于其聚合物在活躍和潮濕的環(huán)境中會(huì)通過(guò)酯鍵斷裂發(fā)生水解而產(chǎn)生降解，造成分子量大幅下降，從而嚴(yán)重影響成品纖維的品質(zhì)，因此紡絲前要嚴(yán)格控制PLA聚合物的含水率。PLA切片干燥后含水率與干切片特性粘度的控制尤為重要，因?yàn)楹士刂撇划?dāng)引起的分子量損失將給正常的熔融紡絲帶來(lái)困難。(2) 熔融紡絲：由于具有高結(jié)晶性和高取向性，PLA纖維具有高耐熱性和高強(qiáng)度，且無(wú)需特殊的設(shè)備

2、和操作工藝，應(yīng)用常規(guī)的加工工藝便可進(jìn)行紡絲。但PLA纖維不同于芳香酯的PET,其熔點(diǎn)175 C (由差示掃描量熱DSC法測(cè)定)與PET的260 C差距較 大，且熔融紡絲成形較PET困難，主要表現(xiàn)在PLA的熱敏性和熔體高粘度之間的矛盾。要使PLA在紡絲成形時(shí)具有較好的流動(dòng)性和可紡性，必須達(dá)到一定的紡絲溫度，但PLA物料在高溫下，尤其是經(jīng)受較長(zhǎng)時(shí)間的相對(duì)高溫時(shí)極易發(fā)生熱降解，因此造成PLA熔融成形的溫度范圍極窄。(3) 紡絲組件：由于PLA熔體的表觀剪切粘度隨剪切速率的增大而下降，表現(xiàn)為切力變稀流動(dòng)現(xiàn)象。因?yàn)樵诩羟袘?yīng)力的作用下，大分子構(gòu)象發(fā)生變化，長(zhǎng)鏈分子偏離平衡構(gòu)象而沿熔體流動(dòng)取向，表現(xiàn)出預(yù)取向

3、性，從而使體系解纏并使大分子鏈彼此分離，導(dǎo)致PLA熔體的表觀剪切粘度下降。因此，必須通過(guò)加強(qiáng)剪切來(lái)降低其表觀粘度，進(jìn)而解決PLA聚合物熱敏性和熔體高粘度之間的矛盾，實(shí)現(xiàn)紡絲的順利進(jìn)行。(4) 速率和卷繞超喂：在生產(chǎn)過(guò)程中，為保證PLA纖維有一定的取向度，同時(shí)希望拉伸應(yīng)力和卷繞應(yīng)力在紡絲過(guò)程中得到及時(shí)有效地消除，有效控制卷繞張力是尖鍵。另外，由于PLA纖維的玻璃化溫度較低，易造成卷繞過(guò)程中應(yīng)力松馳加 劇，使纖維沿軸向發(fā)生一定尺寸的收縮。在盡可能保證卷繞穩(wěn)定的情況下，適當(dāng)增大卷繞超喂率，在不影響成形的前提下，減少卷繞張力，相應(yīng)調(diào)整摩托轆與筒子的接觸壓 力，可以得到優(yōu)質(zhì)的大卷裝絲。(5) 拉伸溫度、

4、速度：在平牽機(jī)上，熱盤(pán)的溫度即為拉伸溫度，作為影響纖維的重要條件之一，選擇合適的拉伸溫度是提高纖維物理機(jī)械性能的尖鍵。低溫時(shí)，拉伸初生PLA纖維時(shí)易發(fā)生脆性斷裂，隨著拉伸溫度的提高，塑性變形越來(lái)越明顯，PLA纖維結(jié)構(gòu)單元包括鏈段和大分子的活動(dòng)性隨溫度升高而增大。同時(shí)，隨著溫度的提高，一方面由于PLA大分子在拉伸過(guò)程中發(fā)生取向，伸直鏈段的數(shù)目增多，而折疊鏈段的數(shù)目減少；另一方面，由于拉伸過(guò)程中發(fā)生了結(jié)晶，片晶之間的連接鏈相應(yīng)增加，從而提高了PLA纖維的強(qiáng)度和抗拉性，表現(xiàn)在纖維的物理性能上是纖維的斷裂強(qiáng)度明顯增大，斷裂伸長(zhǎng)率也增加。PLA纖維的橫截面呈非完整的圓形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：PLA纖 維形態(tài)結(jié)構(gòu)如圖

5、，由圖 可知，主要性能：(1) PLA纖維的生物降解性和可循環(huán)性：與其它合成纖維相比，PLA纖維的最大優(yōu)點(diǎn)是它在自然環(huán)境下容易被分解，分解產(chǎn)生的二氧化碳和水不會(huì)污染環(huán)境，并且可通過(guò)綠色植物的 光合作用又重新進(jìn)入生態(tài)循環(huán)當(dāng)中去。(2) PLA纖維的無(wú)毒性：PLA纖維是以人體內(nèi)含有的乳酸作原料合成的，對(duì)人體而言是絕對(duì)安全的。經(jīng)測(cè)試，用 PLA纖維制成的布料不會(huì)刺激皮膚，具有抗菌和防腐性能且對(duì)人體健康有益，并有舒適感，用于內(nèi)衣，與PET和PBT纖維相比具有優(yōu)良的懸垂性、滑爽性并富有光澤。纖維合成過(guò)程都無(wú)環(huán)境污染；纖維生產(chǎn)過(guò)程通常采用的熔融法 紡絲在化纖工藝中最簡(jiǎn)潔、最干凈，也沒(méi)有很難以處理的三廢問(wèn)題

6、。聚乳酸纖維植入體內(nèi)無(wú)毒副 作用，而且有一定的耐菌性和耐紫外線性能，因此安全性好，不但可用作可吸收的手術(shù)縫合線和組織工程材料，而且很適于室外應(yīng)用領(lǐng)域和室內(nèi) 裝飾織物。并且PLA纖維燃燒無(wú)毒性，燃燒氣體中亦不含有二惡英，氮一氧氣體也極少。(3) PLA纖維的低溫染色性：PLA纖維的玻璃化溫度一般為5862 C,染料分子易進(jìn)入纖維內(nèi)部并能染成深色，所以其染色性能優(yōu)于PET纖維，能夠在無(wú)載體的情況下常壓低溫染色或沸染。(4) PLA纖維的回彈性和抗皺性：PLA纖維的大分子結(jié)構(gòu)決定了它有良好的回彈性，在5%應(yīng)變作用下回彈率是93 %，在1%應(yīng)變作用下'回彈率是64% ;而PET纖維在5%應(yīng)變作

7、 用下，回彈率是63%,在10%應(yīng)變作用下，回彈率是51%。(5) PLA纖維的阻燃性能：PLA纖維的極限氧指數(shù)(26%27%)，接近于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)阻燃纖維極限氧指數(shù)的要求(28%30%)，燃燒時(shí)發(fā)熱量低(只有PET纖維的16%)，只有輕微的煙霧釋出(只有PET纖維的57%)，易自熄，火災(zāi)危險(xiǎn)性小。因此PLA纖維的阻燃性能已弓I起人們的特別尖注。(6) PLA纖維的耐紫外線性：纖維大分子結(jié)構(gòu)中的C C、C H等鍵，一般不吸收波長(zhǎng)大于290nm的光線，照射到地球表面的紫外線，對(duì)含有這些鍵的纖維幾乎沒(méi)有影響11。而PLA纖維的分子結(jié)構(gòu)中含有大量的CC、C H鍵，因此，PLA纖維具有優(yōu)良的耐紫外線性。

8、PLA纖維是由高純度的L乳酸制成，所含雜質(zhì)極少，這也是其具有優(yōu)良 耐紫外線性的原因之一。另外，PIA纖維和PET纖維同樣富有疏水性，對(duì)皮膚不發(fā)粘；如與棉混紡做內(nèi)衣，有助于水份的轉(zhuǎn)移'接觸皮膚時(shí)有干燥感'更為重要的是'PLA纖維的生物相容性比較好'不刺激皮膚，因此穿著時(shí)的舒適感特別好。PLA纖維的加工適應(yīng)性也很好，可以適應(yīng)機(jī)織、針織、簇絨和非織造布等現(xiàn)有絕大多數(shù)加工設(shè)備，這為它的推廣應(yīng)用提供了極大的便利。2、Modal纖維和Ten cel纖維的生產(chǎn)工藝及化學(xué)結(jié)構(gòu)、超分子結(jié)構(gòu)和形態(tài)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)ModalTencel生產(chǎn)工藝木漿一溶解過(guò)濾一紡絲一冷卻一干燥一纖以針葉樹(shù)為

9、原料，米用于噴濕法紡絲，其工維藝流程為：漿粕一預(yù)混一溶解于氧化胺一除雜一水中凝固一后加工。形態(tài)結(jié)構(gòu)縱向：有1 2根溝槽縱向：光滑；橫截面：不規(guī)則類似腰圓形，較圓橫截面：較規(guī)則圓形或橢圓形，有皮滑，有皮芯4-4-E=1心層化學(xué)結(jié)構(gòu)纖維素分子結(jié)構(gòu)纖維素分子結(jié)構(gòu)超分子結(jié)構(gòu)結(jié)晶度 40% DP 450-600聚合度、結(jié)晶度較咼，大分子堆積比較有序5纖維中縫隙空洞又少，DP:500-5503、大豆蛋白纖維、牛奶蛋白纖維、蠶蛹蛋白纖維相尖信息大豆蛋白纖維:大豆蛋白纖維是目前我國(guó)剛剛問(wèn)世的一種新型紡織原料，屬于再生植物蛋白纖維類，是從榨掉油脂的大豆豆渣中提煉出來(lái)的，該纖維的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境、空氣、人體、土

10、壤、水質(zhì)等無(wú)污 染，纖維本身主要由蛋白質(zhì)組成，是一種易生物降解的纖維。因此大豆蛋白纖維是一種綠色環(huán)保纖維。以大豆蛋白纖維為主要原料的紡織品，具有耐酸、耐堿性較好，手感柔軟，具有羊絨般的手感、蠶絲般的柔和光澤、棉纖維的吸濕性和導(dǎo)濕性及穿著舒適性，同時(shí)具有羊毛的保暖性，即它匯集各種天然纖維產(chǎn)品的優(yōu)良特性于一身。如果利用加入消炎殺菌類藥物、 紫外 線吸收劑的纖維，紡織品將具有保健作用。(1) 舒適性在纖維牽伸過(guò)程中'由于纖維表面脫水'取向較快導(dǎo)致纖維表面有溝漕'從而使纖維具有良好的導(dǎo)濕性。因?yàn)榈鞍踪|(zhì)分子中含有大量的氨基、竣基、疑基等親水基團(tuán)，從而使該種纖維具有良好的吸濕性，其

11、吸濕性與棉相當(dāng)而導(dǎo)濕透氣性遠(yuǎn)優(yōu)于棉，保證了穿著的舒適與衛(wèi)生。(2) 外觀大豆蛋白質(zhì)纖維面料，具有類似真絲的光澤，其懸垂性也極佳，給人以飄逸脫俗的感覺(jué)， 用高支紗織成的織物，表面紋路細(xì)潔、清晰、是高檔的襯衣面料。(3) 染色性好大豆蛋白質(zhì)纖維本色為淡黃色，很像柞蠶絲色。它可以用酸性染料、活性染料、尤其 是用活性染料染色，產(chǎn)品顏色鮮艷而有光澤，同時(shí)日曬牢度也非常好，與真絲產(chǎn)品相比解決了染色鮮艷與 染色牢度的矛盾。(4) 物理機(jī)械性能該種纖維斷裂強(qiáng)度比羊毛、棉、蠶絲的強(qiáng)度都高，僅次于滌綸等高強(qiáng)纖維，而纖 度已經(jīng)可以達(dá)到，目前，用的棉型纖維在棉紡設(shè)備上已經(jīng)紡出6dtex的高質(zhì)量紗，可以開(kāi)發(fā)出高檔高質(zhì)高

12、 密面料，由于大豆蛋白質(zhì)纖維的紡絲模量偏高，而沸水收縮率低，故面料尺寸穩(wěn)定性好。在常規(guī)洗滌下不 必?fù)?dān)心織物的收縮，抗皺性也非常出色且易洗快干。(5) 保健功能大豆蛋白質(zhì)纖維與人體皮膚親和性好且含有多種人體必須的氨基酸，具有良好的保健 作用。在大豆蛋白質(zhì)纖維紡絲工藝中加入定量的殺菌消炎作用的中草藥與蛋白質(zhì)側(cè)鏈以化學(xué)鍵相結(jié)合，藥效 顯著且持久，避免了棉制品用后整理方法開(kāi)發(fā)的功能性產(chǎn)品效果難以持久的缺點(diǎn)。牛奶蛋白纖維：所謂的牛奶蛋白纖維就是將液態(tài)牛奶去水、脫脂、利用接枝共聚技術(shù)將蛋白質(zhì)分子與丙烯睛分子制成 牛奶漿液，再經(jīng)濕紡新工藝處理而成，使其形成一種在結(jié)構(gòu)中含有牛奶蛋白質(zhì)氨基酸大分子的線型高分子， 因此可以將牛奶蛋白纖維描述為一種含動(dòng)物蛋白氨基酸的合成纖維。正因?yàn)槔w維中含有大量動(dòng)物蛋白的氨基 酸，所以具有良好的親膚特性；也正因?yàn)槠渲谱鬟^(guò)程采用接枝共聚、濕紡等技術(shù)，纖維的性能和品種可根 據(jù)需要調(diào)整，具有極好的加工性能。在棉、麻、絲、毛等天然纖維和其他化學(xué)纖維中，動(dòng)物蛋白質(zhì)纖維與人 體皮膚性質(zhì)最為相近，細(xì)而柔軟、平滑、富有彈性，并具有較好的吸濕性和光澤。蠶蛹蛋白纖維：蠶蛹蛋白纖維是我國(guó)近年來(lái)開(kāi)發(fā)的一種復(fù)合長(zhǎng)絲纖維，它由70的粘膠纖維和30的蠶蛹蛋白混紡而成。13