科普 | 聚乳酸纤维

1 什么是聚乳酸纤维

聚乳酸纤维是以玉米、小麦、甜菜等含淀粉的农产品为原料，经发酵生成乳酸后，再经缩聚和熔融纺丝制成.聚乳酸纤维，是一种原料可种植、易种植，废弃物在自然界中可自然降解的合成纤维。它在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水，燃烧时，不会散发毒气，不会造成污染，是一种可持续发展的生态纤维。其织物面料手感、悬垂性好，抗紫外线，具有较低的可燃性和优良的加工性能，适用于各种时装、休闲装、体育用品和卫生用品等，具有广阔的应用前景。

2 聚乳酸纤维的特性

2.1可生物降解性

PLA纤维具有良好的可生物降解性，被废弃后可在自然界中完全分解为 CO2 和 H2O。二者通过光合作用，又可变成乳酸的原料——淀粉。PLA 纤维如果与其它有机废弃物一同掩埋，几个月内便会分解，可以完全分解成 CO2 和 H2O。对人体而言都是无毒的，没有致癌作用，更安全，因而在生物医疗领域的应用极为广泛。

2.2物理机械性能

PLA 在所有生物可降解聚合物中，熔点最高、结晶度大、透明度好，很适合于制作纤维、薄膜及模压制品。PLA 纤维的物理性能接近 PET 纤维 (涤纶)和 PA 纤维(尼龙)，染色性能优于 PET 纤维。PLA 纤维不仅具有高结晶性，还具有同样的透明性；并且由于它的高结晶性和高取向度，从而具有高耐热性和高强度，且无需特殊的设备和操作工艺，应用常规的加工工艺便可进行纺丝。

2.3较好的热稳定性

聚乳酸纤维具有较好的热稳定性，其玻璃化温度为 57℃，熔融温度为 175℃。热分解温度为 200℃左右。其染色性能优于涤纶纤维，虽染色须采用分散染料，但不需要高温高压。

2.4化学性能

聚乳酸纤维具有较好的耐酸性，具有天然乳酸性。不溶于醇类和醚类溶剂中，溶解于丙酮、氯仿等有机溶剂中，对碱的抵抗能力较差。自身酸碱度与人体 PH 值极为接近，所呈现的天然抗敏亲肤功能，相当于人体的第二层皮肤，特别适合于各类亲肤产品。

2.5安全性

由于 PLA 纤维具有生物相容性，且服用舒适，可安全植入体内，无毒副作用。

2.6耐气候性

PLA 纤维在室外暴晒 500 h 后，强度可保留 55 %左右。

2.7原料来源丰富

生产 PLA 的原料丰富，例如甜菜、玉米等，并且可通过不断种植获得这些原料。由于不采用石油或木材，这对于有限的石油和木材资源将起到保护作用。聚乳酸的原料是乳酸，即-羟基丙酸、2-羟基丙酸。由于乳酸分子中有一个不对称碳原子，所以具有 d-型（右旋光）和 L-型（左旋光）两种对映体，等量的 L-乳酸和 d-乳酸混合而成的 dL-乳酸不具旋光性。成纤聚乳酸以L-乳酸为单体。

3聚乳酸纤维的发展前景

在供给方面，2020 年全球聚乳酸产能近 40 万吨，目前美国Nature Works 公司是全球最大的生产商，产能占比达 40%；而我国聚乳酸的生产仍处于起步阶段。在需求方面，2019 年，全球聚乳酸市场规模已达 6.608 亿美元，预计 2021-2026 年期间，全球市场将保持 7.5%的年均复合增速增长。

随着国内改性及共混技术的发展，生物基塑料在硬度、力学强度、耐热性、透明度等性能指标方面已接近传统石油基塑料，我国 PLA 纤维产业正进入蓬勃发展时期。作为传统缺乏竞争力的石油基塑料替代品，聚乳酸有着非常可观的应用前景。