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聚乳酸熔喷非织造布的开发及应用前景

# 无纺布
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PLA又名聚丙交酯,是一种聚酯类聚合物,可完全生物降解。它是从乳酸缩聚中得到的,目前主要以含有淀粉质的食物或秸秆纤维素为原料,通过发酵制取乳酸,再通过乳酸反应制得一种环状二聚体的丙交酯。它不是以石油为原料,只是利用植物光合作用产生的可再生生物质作为原料。从理论上讲,聚乳酸产品的废料可以被自然界的微生物分解为二氧化碳和水,二氧化碳和水通过植物光合作用形成生物质,并继续作为聚乳酸发酵的原料,因此,聚乳酸是国际公认的环保材料。

PLA熔喷非织造布原料及工艺特点

 

工艺流程

将PLA片材熔融后,利用高速高温气流将熔化的聚乳酸片材熔化,使熔体细流过量拉伸而形成超细短纤,然后聚积在滚筒或网帘上形成纤维网,最后由自粘合作用制成布。该工艺的工艺流程有:聚乳酸切片→干燥→螺杆挤出机熔融→过滤→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熔喷非织造布有许多特点,概括如下三点:

(1)可生物降解,符合可持续发展理念;

(2)在常温下有良好的耐候性,并保持良好的强度;

(3)由于采用了熔喷技术,其纤维非常细,多孔和小尺寸,在过滤、阻菌、吸附等方面有显著的优势。

 

聚乳酸原料的开发及生产能力

一九五四年,美国杜邦公司DuPont(DuPont)开始采用间接法制备PLA。纯化后的丙交酯再进行开环聚合,获得大分子量的聚乳酸;2001年,国外一些公司研制出可吸收性生物材料的PLA,如缝合线、药物释放系统载体等;美国NatureWorks已将PLA产品商业化。

现阶段,PLA在我国的生产还处于起步阶段。在此之前,PLA合成中间体原料一直存在着技术壁垒,且大多依靠进口。近年来,一些企业突破了技术瓶颈,PLA纤维级切片的产能达到了上万吨。据悉,国内外PLA已经投产,拟建设的和拟建设的企业近20家,主要集中在国外,以美国NatureWorks为主,占全球生产能力的30%以上。

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热熔喷非织造布发展现状

在此之前,我国已有高校及企业研究开发聚乳酸的熔喷非织造布工艺,但一直没有大规模生产。其原因在于原料成本高、市场接受程度有限,加之采用传统的熔喷设备加工PLA,生产工艺尚不够成熟。尤其作为高档滤料的聚乳酸熔喷布,在提高过滤效率方面存在技术瓶颈。目前,许多公司都在探索如何通过PLA改性(保持生物降解)、增加驻极母粒以及对PLA熔喷布进行驻极处理等方法来达到提高过滤效率、降低滤阻的效果。

 

伴随着我国PLA原料生产规模的扩大,工艺水平的提高,生产成本的降低,原材料价格也随之下降。熔喷型非织造布生产企业若要进一步细分市场,可瞄准部分绿色健康产品的高端消费者,如母婴用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。

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