近年来，聚乳酸（PLA）纤维作为一种利用玉米淀粉等可再生资源加工制造的xx可生物降解的纤维材料，已经越来越引起广泛的关注。由于它有许多突出优异的性能，从而给纺织工业开发新产品带来了新的发展机遇。充分认识和了解PLA纤维的生产及其性能，对今后有效地进行该纤维的开发应用十分重要。本文详细介绍了目前PLA纤维的生产技术、纤维性能以及PLA纤维在纺织上的应用。
随着人类崇尚自然，回归自然的需求以及环境保护意识的不断增强，21世纪成为了一个绿色环保世纪。大力开发可生物降解纺织新材料，已经成为了目前世界纺织技术发展趋势之一。近年来，一些xx的科研机构和企业相继推出了多种可生物降解新材料，其中由美国的CDP公司、日本钟纺合纤公司等研究机构研究开发的可生物降解的纤维——聚乳酸（PLA）纤维异军突起，以其优异的性能、广泛的应用领域引起了全球纺织材料界的瞩目和青睐。
聚乳酸（PLA）纤维是一种xx可生物降解的聚合物，降解产物是二氧化碳和水，不会对环境产生污染，并且其原料乳酸是从玉米等可再生xx物质中发酵制取，因此，开发PLA纤维{zd0}的优点之一就是不使用石油等不可再生资源。PLA纤维的物理化学性质与PET纤维相似。该纤维强度高、延伸度较大，分散染料常压染色，织物光泽柔和、亮丽、抗皱防缩性能好，同时有芯吸排汗和抗紫外线的功能。因此，PLA纤维为纺织工业新产品开发提供了新的发展机遇。此外，PLA纤维具有xx无刺激性，尤其具有优良的生物相容性和生物分解吸收功能，因此，该纤维除了在纺织上具有广泛的用途之外，目前在手术缝合线等医用材料方面也被广为关注。
聚乳酸（PLA）纤维的生产
由于PLA纤维是以玉米等为原料并可生物降解的合成纤维，属于高科技纤维中的功能类纤维，其开发生产目前在欧美及日本正在蓬勃发展，全球已有85家公司参与研发。其中，开发最早和产量{zd0}的美国CDP公司正在生产商品名为“Ingeo”的PLA纤维。日本的钟纺公司通过采用熔融纺丝法生产的商品名为“Lactron”的长丝已进入工业化生产阶段并已开发了其在服装与生产业用纺织品领域的广泛应用。此外，日本尤尼契卡、可乐丽公司也使CDP公司的PLA成功开发生产出了商品名分别为：Terramac和Plastarch的PLA纤维。
商业化的聚乳酸（PLA）纤维是以玉米淀粉等发酵而成德乳酸为原料，经脱水聚合反应制成的聚乳酸酯溶为纺丝液，通过纺丝加工而成的。
乳酸的制成
乳酸是一种近年来人们十分关注发展较快的有机酸。乳酸可以是化工合成，也可以采用生物工程发酵工艺。其中，采用生物化学发酵产生乳酸有多项优势，目前发展势头正旺。该纺织加工性能的研究成为了目前的热点。通过对PLA纤维的开发应用，提升纺织产品档次和附加值，提高市场竞争力成为了许多纺织企业努力的方向。
以富含淀粉的玉米、小麦、木薯等为原料，以麦芽酶、糖化酶为生物催化剂将淀粉转化为葡萄糖等单糖，再加入麦芽汁培养的纯乳酸菌和碳酸钙进行发酵。发酵液用石灰乳中和致微碱性，煮沸xx，冷却后过滤，用热水重结晶。再加入50%的硫酸分解出乳酸和硫酸钙沉淀。滤出硫酸钙，滤液在减压下蒸发浓缩，即得70%的工业用乳酸。
纯乳酸可采用乙醚溶解工业乳酸，用活性炭脱色，过滤后将乙醚蒸发即得纯乳酸。
目前，随着生物工程的发展，用生物发酵方法进行乳酸生产的研究获得了重大突破，大大降低了制造乳酸的生产成本，从而也使聚乳酸酯和纤维的工业优化生产成为了现实。
聚乳酸酯的聚合
聚乳酸并不是一种新的聚合物，早在1932年，DuPont公司的carohthers在真空条件下加热乳酸得到了低分子量的聚乳酸。源于玉米的聚乳酸首先是由美国xx的谷物公司Cargill公司研制成功。他们以玉米为原料发酵生产乳酸，然后再真空条件下采用溶剂脱水的现在技术和微机控制反应，生产高分子量聚乳酸。聚乳酸的合成方法较多，既可以由乳酸脱水后直接聚合，也可以由丙交酯开环聚合等途径制备。由于采用聚合单体不同，因而制得的PLA通常可以为PLLA（左旋聚乳酸）、PDLA(右旋聚乳酸)和P(D,L)-M(消旋聚乳酸)。
直接聚合：由精制的乳酸可以直接进行聚合(缩合)生产聚乳酸酯。这种方法是最早也是最简单的PLA生产方法。其特点是生产工艺流程短，成本低，生产过程对环境友好，具有一定的技术优势，但不足之处是制得的PLA平均相对分子量较低（一般小于5000），不利于大规模工业化生产。
丙交酯开环聚合法：开环聚合是一种使用较多的生产聚乳酸酯的方法，也是目前工业化生产高分子量聚乳酸酯的{wy}方法。该方法首先将乳酸脱水环化制成丙交酯。然后通过将丙交酯开环聚合制得PLA。用这种方法合成的PLA相对分子量较高，但也存在一定的不足，如：生产工艺流程较长、生产成本较高、工艺较复杂、且在生产中需要消耗大量试剂等等。另外，乳酸的环化和提纯是制备丙交酯的技术难点。也是制备PLA的关键所在。
纺丝成形
用于制备纤维的聚乳酸一般是左旋聚乳酸（PLLA），其纺丝成形可以采用溶液纺丝法和熔融纺丝法两种方式来实现。
溶液纺丝：溶液纺丝主要采用干法—热拉伸工艺。采用二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯为溶剂，将聚乳酸酯溶解制成纺丝液，进行纺丝。工艺流程为：
聚乳酸酯—纺丝液—过滤—计量—喷丝板出丝—溶剂蒸发—纤维成形—卷绕—拉伸—纤维成品
使用该方法纺丝，聚乳酸酯热降解少，纤维强度较高。但是，在纺丝过程中，由于溶剂有毒，纺丝环境恶劣，工艺较为复杂，溶剂回收困难，需做特殊处理，使纤维生产成本高，限制了其工业化生产，因此，采用溶液纺丝制备PLA纤维目前还停留在实验室规模阶段。
熔融纺丝 ：PLLA是一种热塑性聚合物，因此，目前各种用于生产涤纶的熔融纺丝工艺（高速纺丝一步法、纺丝—拉伸二步法）都可以采用，关键在于控制PLLA水分和纺丝温度，减少热解。同时，熔融纺丝的可纺性和拉伸性在很大程度上都依赖于聚乳酸酯的质量。采用二步法进行纺丝的工艺流程为：
聚乳酸酯—真空干燥—熔融挤压—过滤—计量—喷丝板出丝—冷却成形—POY卷绕—热盘拉伸—上油—成品丝
熔融纺丝具有工艺技术成熟，环境污染小，生产成本低，便于自动化，柔韧化生产的优点，随着工艺与设备的不断改进完善，熔融纺丝法已经成为PLA长丝和短纤维生产的主要方法。
PLA纤维的纺织加工
PLA纤维融合了xx纤维和合成纤维的特点，并集两者的优点于一身，具有许多优良性能。包括：可生物降解性能，优良的机械性能和染色性能，优异的触感、导湿性能、回弹性能、阻燃性能、UV稳定性以及抗污性能等。
传统的纺织加工：纺纱，织造
（1）纺纱。对PLA纤维进行纺纱时，其纺纱工艺流程与普通化纤的工艺流程相差不大。如，对于棉型纤维，工艺流程为：开清棉—梳棉—并条—粗纱—细纱。
此外，PLA纤维多与棉纤维混纺生产精梳系统纱。工艺流程为：开清棉—梳棉—精梳准备—精梳—并条—粗纱—细纱。
（2）织造。由于PLA纤维的机械性质良好，其织造性能较好。但是由于PLA纤维熔点较低（175℃）所带来的在织造过程中浆纱困难的问题目前还没有更好的解决办法。
非织造生产
在非织造加工生产中，PLA纤维可以使用纺粘法或熔喷法直接制成非织造布，也可以先纺制成短纤维，再经干法或湿法成网制成非织造布。
纺粘法工艺流程为：聚乳酸切片—螺杆挤出机—熔融纺丝—xx冷却—拉伸—铺网—热轧粘合—卷取—成品
干法成网工艺流程为：聚乳酸纤维—开松—梳理—成网（可采用热轧、针刺或水刺等方法）—卷取—成品
PLA的应用
聚乳酸纤维和传统的合成纤维一样，可以开发各种针、机织产品和非织造布产品。
聚乳酸纤维的纯纺和与棉、毛等混纺产品穿着舒适。由于聚乳酸纤维的芯吸作用和回潮率比聚酯好，在内衣、运动服方面会受到欢迎的。聚乳酸纤维的燃烧发热量小、烟雾少，自熄性好将是室内装饰用布所需的性能。聚乳酸纤维的回弹性好，使它具有进入地毯行业的可能性。聚乳酸纤维的折射率较低，容易染得深色，为此，似乎聚乳酸纤维是具有合成纤维和自然纤维两者优点的一种新纺织原料，只是其熔融温度较低，熨烫时要小心些。
作为对环境良好，自然界可再生的聚乳酸纤维，除用于纺织服装面料外，其他领域的应用。以钟纺公司开发为代表：
民用建筑：绳网、棚网、沙袋、地层加固材料、排除万难水材料
土木工程/种植：植物网、无纺布、棚网、植物土灌、保护罩布等
农业/园艺/林业：种植包装材料、播种植物、绳网、罩布、绳索、袋子、防护网
渔业：渔网、海草网、鱼线
家用器具：垃圾袋、毛巾、食品包装袋、滤纸
卫生及医疗用品：毛巾、个人保健品、手术缝合线、医用纱布、手袋、易处理服装
因此，作为一项新技术、新产业，聚乳酸纤维开发在国际上有美、日等国家进行了研究，目前美国的一家化工公司达到工业化生产的水平。现在，我国的山东省在新材料领域已有一些国际{lx1}的技术，特别是淄博及鲁西北地区化纤工业有一定的基础，企业可以与一些科研单位合作，在开发聚乳酸纤维新材料领域走在前面。之所以说，聚乳酸纤维作为绿色环保产品显然有着广阔的应用前景，这毫无疑问是我们未来的发展方向，目前存在的难点包括如何降低成本、增强品质、改善染色性能等，能否解决好这些问题，是聚乳酸纤维产业能否持续发展的关键。而随着人类对地球保护意识、能源枯竭意识、安全意识和服装卫生意识的增强，以及纺织工程、生物工程、遗传工程和化学工程等领域的密切合作与技术创新，许多曾经弃置一旁的原材料的价值会被重新发现而得以利用，玉米亦将会有广阔的市场和良好的前景。
