pla是什么意思(后石油时代的生物材料)

九九随心记 2022-08-16 03:32:44 投稿 浏览:262
摘要:聚乳酸(polylatic acid),简称PLA,也称为聚丙交酯。是由生物发酵生产的乳酸经人工化学合成而得到的热塑性聚合物,具有良好的生物相容性和生物可降解性。
中文别名:聚丙交酯
英文名称:polylactide, polylactic acid, PLA
分子式:(C3H6O3)n

随着社会经济的不断发展,消费者对生活品质的提升,快捷、便利、高品质的生活方式需求,导致地球资源严重开发,全球气候变暖和石油资源枯竭等环境和能源问题越来越严峻,尤其是利用石油等资源合成的高分子化合物制品,在提供便捷生活的同时,在生产、消费、废弃的过程中造成的白色污染和微塑料颗粒污染问题也日益凸显,对人类的生存环境和身体健康带来了严重影响。因此,近年来,非石油基可降解材料越来越受到人们的关注。在众多的可生物降解材料中,聚乳酸作为一种新型环境友好型高分子材料,逐步受到人们的重视。
一、聚乳酸简介
聚乳酸(Polylactic acid,PLA),又称为聚丙交酯,原料来源于玉米、薯类等含淀粉的粮食类作物或农作物秸秆纤维素,经现代生物发酵技术制取高纯度的人体所含有的小分子乳酸,然后将乳酸制备成环状二聚体丙交酯,再将丙交酯开环聚合得到的一种高分子材料。由于其具有可靠的生物安全性、生物可降解性、环境友好性、良好的力学性能及易于加工成形等优点,在生物医用高分子、纺织、塑料、家具、农业和包装等行业具有广阔的应用前景。PLA原料来源充分且可再生,由其制成的产品废弃后可直接进行堆肥处理,最终可完全降解成CO2和H2O,重新进入植物的光合作用,实现在自然界中的循环,因此聚乳酸是环保、绿色、可持续发展的高分子材料。

二、聚乳酸应用领域

聚乳酸具有优良的物理特性和广泛的用途,能适用于挤出、纺丝、注塑、吹塑等成型工艺,可制取聚乳酸纤维、聚乳酸聚酯制品、3D打印材料及其延伸系列产品。

(一)聚乳酸纤维可应用于服装、家纺等领域,具有环保、亲肤、透气、抗菌、防螨、难燃、不回潮等特点。主要应用:

①生产聚乳酸纱线,经纺织后制取高档面料,并可加工成各种款式的服饰、床上用品、窗帘、地毯、毛巾等服装、家装、家纺和工业用布等产品;

②生产聚乳酸无纺布,用于制作纸尿裤、卫生巾、护理垫、医用敷料、面膜和工业用过滤材料等产品;

③生产聚乳酸烟用丝束,替代目前以二醋酸纤维为主要原料制取的烟用过滤嘴内部过滤用的烟用丝束。

(二)聚乳酸聚酯材料可替代石油基塑料(PE聚乙烯、PP聚丙烯、PVC聚氯乙烯等),具有环保、无毒、可降解等特点。主要应用:

①家用塑料制品,如杯、盘、盒、瓶、碗、碟、刀叉等;

②工程塑料制品(如车、船、飞机内饰及零部件等)、电气用塑料制品(如手机外壳、空调外壳、电脑外壳等);

③膜袋类制品,如塑料袋、农地膜、包装膜等;

④医用材料制品,如手术缝合线、体内支架、骨钉等。

(三)利用聚乳酸作为粘合剂生产不含双酚A,不含甲醛的环保木板材制品,广泛用于室内外装饰、家具制造、办公家具、课桌椅等。

三、聚乳酸性能优越性

聚乳酸与传统的聚酯以及棉等天然纤维相比,具有环保、无毒、可降解;抑菌、抗螨、防过敏;亲肤、难燃、不回潮,以及抗紫外线等优越性能。

聚乳酸纤维具有优良的物理特性和广泛的用途,其织物尺寸稳定性好,且集棉的舒适、粘胶的悬垂、涤纶的强度和真丝的手感于一身,服用性能优异,广泛应用于服装、家纺、卫材等领域,是目前最具发展前景的“绿色纤维”。

(一)环保降解性能

聚乳酸产品废弃物在工业堆肥条件下(温度58℃、湿度98%和微生物条件)3~6个月,自然环境下1~2年即可完全分解为二氧化碳和水,具有十分良好的环保效果。聚乳酸产品来源于自然,回归于自然,其产品的开发与应用,也是解决白色污染的有效途径之一,具有良好的社会和经济效益。

(二)安全性能

由于聚乳酸降解产物乳酸是人体所含有的物质,其能参与代谢,最终分解为二氧化碳和水,所以对人体不会产生毒副作用,使用非常安全。聚乳酸已经被用于医学、药学等许多方面,如用作外科手术缝合线(1975年即问世)、药物缓释系统、骨钉、组织支架以及绷带、纱布等医用卫材方面。

(三)抑菌抗螨性能

由于聚乳酸是由乳酸聚合而成,材料表面呈弱酸性,会抑制微生物的生长,因此,其具有天然稳定的抑菌和抗螨效果。根据国家生态纺织品质量监督检验中心检测,聚乳酸制品对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等的抑制率大于90%,符合国家标准GB/T 20944.3《纺织品抗菌性能的评价 第3部分 振荡法》对于具有抗菌效果的纺织品需要达到≥70%的抑菌率的要求,能够达到3A级的抗菌效果。另外,经国际权威检测机构SGS测试验证聚乳酸也具有极强的防螨效果。因此,聚乳酸特别适合用作床上用品与医疗卫生用品,如被絮、卫生巾,护垫、纸尿裤、医用纱布、绷带、敷料、医用床单等。

(四)不回潮、导湿透气性能

PLA的公定回潮率为0.6%,与棉的8.5%、粘胶的13%相比,属不回潮,但其具有独特的芯吸效应,织物具有良好的导湿快干功能且透气性好,人体出汗后衣服不会像棉一样粘贴在皮肤上使人难受,而是能将汗水导出,让人舒适。另外,PLA材料表面呈弱酸性,健康人的皮肤也呈弱酸性,因此,其与人体相容性好,亲肤性佳,不会引起皮肤过敏,特别适合用作床上用品、运动服饰等产品。

(五)难燃、少烟性能

与传统材料相比,聚乳酸具有难燃(极限氧指数接近于国家标准对阻燃性纤维28%~30%的要求),即使燃烧但发烟量小、无黑烟的优点,因此,特别适合于用作地毯、窗帘、墙布等家装用品与公共场所的装饰材料等。

(六)抗紫外线性能

PLA纤维中含有大量的C - H、C - C 键,它们只吸收波长小于290 nm的光线,而照在地球表面的紫外线的波长一般大于290 nm,因此,PLA纤维具有良好的耐紫外线性能,比棉、羊毛、蚕丝以及涤纶、锦纶都要好,在日照500小时后,仍能保持90 % 的强力,特别用于生产防晒服等户外服饰。

四、聚乳酸产品及应用

(一)聚乳酸纤维

1、有纺

聚乳酸短纤维纺纱,可以纯纺,也可以与棉、竹纤维、再生纤维素纤维等进行混纺。另外,纱线可以强捻,也可以进行倍捻生产股线,纱线指标参照棉纱标准,可以达到优等品级别。

纺制的聚乳酸纱线,以及长丝可以生产针织和梭织面料,经染整后,制作聚乳酸衬衫、内衣、T恤、运动服、家居服、迷彩服、夏凉被、冬被、床品四件套、枕头、羊绒衫、袜子,以及窗帘、沙发、汽车内饰等服装用、装饰用产品。

①聚乳酸纤维、纱线、长丝

②聚乳酸纺织类产品

包括聚乳酸袜子、聚乳酸内衣、聚乳酸运动休闲服、聚乳酸牛仔裤、聚乳酸羊绒衫、聚乳酸窗帘、聚乳酸地毯等。

2、无纺

利用单组份纤维或双组份复合纤维(高、低熔点的聚乳酸复合)采用纯的或混合的方式,通过不同的加工工艺制作水刺无纺布、针刺无纺布、热风无纺布和热轧无纺布,用于制作纸尿裤、卫生巾、护理垫、医用敷料、面膜、湿巾、干湿巾和过滤材料等产品。

3、其他应用方式

聚乳酸丝束可直接加工成滤棒,用于替代目前以二醋酸纤维为主要原料生产的烟用过滤嘴;用于新型加热不燃烧卷烟的复合嘴棒成分之一;另外,可以开发聚乳酸中空嘴棒。

聚乳酸纤维可直接作为填充物,制作抱枕、靠枕、保暖衣服、毛绒玩具等产品;用于制作枕芯、被芯生产枕头、床垫、被服等产品。还可以生产直立棉、水洗棉,作为保暖材料用。

聚乳酸超短纤维(3mm、6mm)还可添加于纸浆中生产各种纸类产品。

聚乳酸BCF膨体长丝可以直接用来织造地毯、挂毯等产品。

(二)聚乳酸聚酯

聚乳酸因其光泽性佳、透明性高,可应用于包装材料和日用、商用领域,部分替代石化塑料。尤其是一次性塑料制品领域,其生物可降解性能,更符合现代化发展的绿色理念。

1、一次性塑料用品

包括杯、盘、盒、刀叉、吸管等,以及保鲜膜、保鲜袋、购物袋、食品包装袋等。

2、家用塑料用品

包括杯、盘、盒、瓶、碗、碟、刀叉等

3、工程塑料用品

包括车、船、飞机内饰及零部件等、电气用塑料(手机外壳、空调外壳、电脑外壳等)。

(三)绿色板材

利用聚乳酸作为粘合剂生产的木塑材料不含双酚A,不含甲醛(脲醛树脂、酚醛树脂),广泛用于室内外装饰、家具制造、办公家具、课桌椅等。


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