2.2.4 PLA纖維的回彈性和抗皺性
纖維的回彈性是構(gòu)成紡織制品彈性的基本因素,與制品的耐磨性、抗折縐性、手感和尺寸穩(wěn)定性都有很密切的關(guān)系,因此纖維的回彈性是確定紡織加工工藝參數(shù)極為有用的指標(biāo)。回彈性大的纖維能夠很好地經(jīng)受拉力而不改變其構(gòu)造,能夠穩(wěn)定地保持本身的形狀,且經(jīng)久耐用,其制品同樣也不失掉它本身的形狀[11]。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10%應(yīng)變作用下,回彈率是64%;而PET纖維在5%應(yīng)變作用下,回彈率是63%,在10%應(yīng)變作用下,回彈率是51%。
2.2.5 PLA纖維的阻燃性能
隨著物質(zhì)生活水平的提高,人們對紡織纖維阻燃性的要求越來越高。PLA纖維的極限氧指數(shù)(26%~27%)和羊毛的極限氧指數(shù)(24%~25%)相似,優(yōu)于PET纖維(23%~24%),接近于國家標(biāo)準(zhǔn)對阻燃纖維極限氧指數(shù)的要求(28%~30%),燃燒時發(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)危險性小。因此PLA纖維的阻燃性能已引起人們的特別關(guān)注。
2.2.6 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,一般不吸收波長大于290nm的光線,照射到地球表面的紫外線,對含有這些鍵的纖維幾乎沒有影響[11]。而PLA纖維的分子結(jié)構(gòu)中含有大量的C—C、C—H鍵,因此,PLA纖維具有優(yōu)良的耐紫外線性。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。經(jīng)科學(xué)實驗,PLA纖維經(jīng)日曬500小時后,仍保持90%的強力,而PET纖維日曬200小時后,強力便降至60%左右。
另外,PLA纖維和PET纖維同樣富有疏水性,對皮膚不發(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。
3 紡織生產(chǎn)中應(yīng)注意的問題
雖然PLA纖維具有很多的優(yōu)點及特性,但在實際生產(chǎn)也應(yīng)注意以下問題:
3.1 長纖與短纖的問題
PLA纖維利用一般熔融紡絲法,即可制成長纖或短纖,長纖一般有光絲(Bright)及普通(Regu-lar),而PLA長絲收縮率大,一般在20~23%,故在生產(chǎn)織物時要考慮,必要時可先進行蒸紗處理。短纖一般以1.2~1.4D為主,在進行紡紗時,因考慮伸長率高達47%,紡紗張力、絡(luò)筒等張力,都需要適當(dāng)降低;而PLA纖維對溫度較敏感,在高溫下會使其變硬,如工序上因車速高而引起的高溫,都需減速生產(chǎn)。
3.2 織造方面的問題
因伸長率高,需要織布時張力適當(dāng)配合,而縮率低,織物設(shè)計時要充分考慮,否則影響最終產(chǎn)品的規(guī)格。PLA纖維紗在針織生產(chǎn)時要注意:生產(chǎn)車間盡量溫度控制在25℃以內(nèi),相對濕度60%以上;生產(chǎn)機臺必須清理干凈,用透明膠紙圍住,以免形成飛花;織機車速不能太快,須控制在20轉(zhuǎn)/分以下,以減少爆孔等疵點;機臺紗道各接觸點,以瓷性導(dǎo)紗裝置為佳;如需翻紗,必須留意飛花,翻紗車速度不能太快。
3.3 染色整理的問題
因PLA纖維對溫度及堿(尤其是強堿)特別敏感,如染色溫度超過110℃會使PLA纖維手感明顯變硬,如定型溫度超出130℃會使PLA纖維熔融(PLA纖維的熔點:130~166℃);若染色過程加入強堿,會使PLA降解(爆破力明顯降低),因此,整個染整過程,溫度必須盡量控制適當(dāng)。
PLA纖維染色紗,存在易染花情況,顏色控制困難,工藝要摸索改良。PLA纖維生產(chǎn)花灰紗,存在嚴重的色變問題,成品后的顏色差異很大。
4 PLA纖維的應(yīng)用前景
PLA纖維具有很多優(yōu)異的性能,如比PET親水性好;懸垂性、舒適性和手感好;回彈性好;較好的卷曲性和卷曲持久性;收縮率可以控制;強度高達6.23cN/dtex;;UV(抗紫外線)穩(wěn)定性好;比PET密度小;可以用分散性染料染色;成型加工性好;熱粘結(jié)溫度可以控制;結(jié)晶熔融溫度可以在120~170℃范圍內(nèi)變化;可燃性低、發(fā)煙量小。這些特性刺激了PLA纖維在纖維和非織造布領(lǐng)域的應(yīng)用,并且PLA纖維可以制成圓截面的單絲或復(fù)絲、三葉形截面的BCF(可用于織造地毯和毛氈)、卷曲或非卷曲的短纖維、雙組份纖維、紡粘非織造布和熔噴非織造布等,這使PLA纖維在服裝市場、家用及裝飾市場、非織造布市場、雙組份纖維領(lǐng)域、衛(wèi)生及醫(yī)用等領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用前景。
目前,PLA纖維已制成復(fù)絲、單絲、短纖維、假捻變形絲、針織物和非織造布等,主要用于服裝和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。以PLA纖維制得的布料具有真絲的光澤,優(yōu)良的手感、亮度、吸水性、形狀保持性及抗皺性,因此是較理想的面料,適合做服裝尤其是婦女服裝。PLA纖維還適于制一次性服裝和野外作業(yè)服等。PLA纖維對許多溶劑包括干洗劑有很好的穩(wěn)定性,對堿(NaOH等)的水溶液很敏感,而對酸(HCl等)則相當(dāng)穩(wěn)定,但是PLA纖維的耐磨損性比較差,這可能限制它在高性能服裝方面的應(yīng)用。
PLA纖維在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域用途,主要是在土木工程中做網(wǎng)、墊子、沙袋和制土壤流失材料等,在農(nóng)業(yè)、林業(yè)中做播種織物、薄膜、防蟲防獸害蓋布、防草袋和養(yǎng)護薄膜等,在漁業(yè)中做魚網(wǎng)、魚線等,在家用器具中做垃圾網(wǎng)、手巾、濾器、擦布等,在戶外器具中做蓬布、覆蓋布和帳篷等。
PLA纖維在衛(wèi)生醫(yī)療領(lǐng)域主要作尿布、一次性失禁用品、婦女保健用品、抗紫外線織物、手術(shù)縫合線、骨內(nèi)固定裝置、組織工程支架、繃帶、一次性工作服、載藥材料、人工管道、人工韌帶和人工肌腱等。
5 結(jié)束語
生態(tài)、健康、環(huán)保是21世紀的主題,PLA纖維從原料、生產(chǎn)、使用到廢棄是自然循環(huán)的過程,對地球和大氣無害,是一種可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)纖維。PLA纖維及其產(chǎn)品以其良好的芯吸和導(dǎo)濕性、高的彈性回復(fù)率、好的阻燃性和低發(fā)煙量、UV穩(wěn)定性、優(yōu)良的手感和懸垂性等優(yōu)異性能越來越受到人們的重視。研究PLA纖維的性能,開發(fā)能突出其優(yōu)良特性的產(chǎn)品,是今后研究開發(fā)“生態(tài)紡織品”的一個重要組成部分,具有重大的社會意義和較高的經(jīng)濟價值。
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