畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-聚乳酸纖維的開發(fā)及應(yīng)用

山東科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PAGEPAGE15山東科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)論文題目:聚乳酸纖維的開發(fā)及應(yīng)用系別:紡織學(xué)院專業(yè):紡織品檢驗(yàn)與貿(mào)易班級(jí):08級(jí)2班學(xué)生姓名:xxx學(xué)號(hào):20083010xxxx指導(dǎo)教師:xxx2011年6月摘要玉米纖維是以玉米等谷物為原料生產(chǎn)的新型紡織原料，玉米纖維具有優(yōu)良的性能：比重輕，制成品輕盈舒適；具有良好的手感和回彈性；吸濕性較好，易于染色，且色牢度較高；色澤柔和，制成品美觀，抗紫外線能力強(qiáng)，阻燃性好；可生物降解，屬環(huán)保再生材料?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，玉米纖維具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。玉米纖維薄型色織物是利用玉米纖維為原料，經(jīng)上漿、染色等工藝加工成的一種輕薄型紡織品，該產(chǎn)品可用于男女襯衫、春夏女裝、童裝的制作。關(guān)鍵詞：玉米纖維工藝參數(shù)小樣薄型色織物整理AbstractCorn-fibreisnew-typeoftextilematerialwhichisproducedwithgrainlikecornaslowmaterial.corn-fibreisoflotsofexcellentpropertylikelowdensity,comfortableproductsmaking,goodhand-touchingsensationandreboundelasticity,goodmoistureabsorption,easydyeingwithlongcolour-keeping,softcolour,beautifulproductsmaking,goodanti-ultravioletray,goodanti-combustion,easydegradationbyorganism,beingenvironment-friendingreproductivematerial.Basedontheseadvantages,corn-fibrefabricisofgreatapplicationvalue.Thethincolouredcorn-fibrefabicwhichisproducedwithcorn-fibreaslowmaterialthroughprocesseslikesizing,dyeingislightthintextileproductwhichcanbeusedfortheproductionofmen’sshirts,women’sshirts,women’sgarmentsforspringandsummerandchildren’sgarments.Keywords:corn-fibreprocess’esdatasampleproductthethincolouredcorn-fibrefabricaftertreatment目錄1聚乳酸纖維的性能及應(yīng)用………1聚乳酸纖維的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)……………………1聚乳酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)………11.1.2側(cè)面及橫截面………………11.2聚乳酸纖維的加工……………11.2.1聚乳酸的制備流程…………21.2.2聚乳酸的制備………………21.2.3熔融紡絲……………………31.3聚乳酸纖維的主要性能………51.3.1比重…………51.3.2機(jī)械性質(zhì)……………………51.3.3吸濕性………………………51.4聚乳酸纖維的利用及發(fā)展……………………61.4.1聚乳酸纖維的主要應(yīng)用……………………61.4.2聚乳酸纖維的發(fā)展…………71.5本章小結(jié)………………………7２．聚乳酸纖維薄型色織物設(shè)計(jì)…………………72.1織物規(guī)格設(shè)計(jì)…………………82.1.1紗線規(guī)格的選擇……………82.1.2織物密度設(shè)計(jì)………………8３聚乳酸纖維的定性鑒別分析研究……………83.1試驗(yàn)材料試劑和儀器…………83.2鑒別方法………………………9結(jié)語…………………13參考文獻(xiàn)……………14致謝…………………15１．聚乳酸纖維的性能及應(yīng)用保護(hù)生態(tài)，關(guān)愛大自然，造福下一代，尊重生命是21世紀(jì)的主題。隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，科技高速發(fā)展，文化品位日益提高，人們對(duì)高附加值紡織面料的需求不斷上升，尤其是對(duì)生態(tài)環(huán)保性紡織品的需求增加。被譽(yù)為21世紀(jì)新一代纖維之一的玉米纖維，首先由美國(guó)維吉尼亞-卡里羅來納化學(xué)公司生產(chǎn)制造，之后美國(guó)知名谷物公司Cagill、日本島津制作所與鐘紡公司開發(fā)玉米聚乳酸纖維，并投入生產(chǎn)。目前，我國(guó)玉米纖維紡織品也已面世，產(chǎn)品性能優(yōu)越，深受消費(fèi)者喜愛。聚乳酸纖維的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)聚乳酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)聚乳酸纖維和滌綸同屬聚酯類，但滌綸是芳香族聚酯化合物，而聚乳酸纖維屬于脂肪族聚酯化合物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)如下：1.1.2側(cè)面及橫截面常見聚乳酸纖維側(cè)面及橫截面的顯微鏡照片如圖1-1、圖1-2所示，其橫截面呈非完整的圓形。圖1－1側(cè)面圖圖1－2橫截面圖1.2聚乳酸纖維的加工聚乳酸纖維的提煉方法是首先把玉米等谷物粉碎，過濾出淀粉，加入酶等成份，使其變成葡萄糖，再加上乳酸菌發(fā)酵成乳酸，從中生成一種聚合體的物質(zhì)聚乳酸，再利用熔融紡絲法，可制成長(zhǎng)纖及短纖。聚乳酸的原料聚乳酸的原料是乳酸，即-羥基丙酸、2-羥基丙酸。由于乳酸分子中有一個(gè)不對(duì)稱碳原子，所以具有d-型（右旋光）和L-型（左旋光）兩種對(duì)映體，等量的L-乳酸和d-乳酸混合而成的dL-乳酸不具旋光性。成纖聚乳酸以L-乳酸為單體。L-乳酸的工業(yè)化生產(chǎn)主要有微生物發(fā)酵法和化學(xué)合成法兩大類。中國(guó)發(fā)酵乳酸工業(yè)主要采用玉米、大米、薯干粉等為原料，以谷糠、麥皮等為輔料，以α-淀粉酶、糖化酶為液化劑、糖化劑，CaCO3為中和劑，經(jīng)發(fā)酵生產(chǎn)乳酸鈣，再進(jìn)一步酸化純化得到乳酸產(chǎn)品。1.2.1聚乳酸的制備流程我們主要說說較常用的開環(huán)聚合方法，它的制程大致是這樣的：1)取材將玉米等殼類作物碾碎后，從中提取淀粉，然后將淀粉制成未精化的葡萄糖?，F(xiàn)在很多高技術(shù)已克服減去了碾碎的過程，直接從大量的農(nóng)作物中提取原料。2)發(fā)酵以類似生產(chǎn)啤酒或酒精的方式來發(fā)酵葡萄糖，而葡萄糖發(fā)酵后變成類似于食物添加用于人體肌肉組織內(nèi)中的乳酸。3)中間型產(chǎn)物將乳酸單體以特殊的濃縮制程，轉(zhuǎn)變成中間型產(chǎn)物——減水乳酸，即丙交酯。4)聚合丙交酯單體經(jīng)過真空凈化后，再以一種不使用溶劑的溶解制程來完成開環(huán)的動(dòng)作，使單體聚合。5)聚合物修飾由于聚合物的分子量與結(jié)晶度的不同，可使材料特性的變化空間很大，所以因不同應(yīng)用的產(chǎn)品，將PLA做不同的修飾。1.2.2聚乳酸的制備聚乳酸的制備方法很多，目前，聚乳酸的制備方法主要是直接聚合法、二步法、反應(yīng)擠出法。1.直接聚合法直接聚合法主要是指由精制的乳酸直接進(jìn)行聚合(縮合)的方法。這種方法是最早也是最簡(jiǎn)單的生產(chǎn)方法。其主要特點(diǎn)是生產(chǎn)工藝流程短，成本低，生產(chǎn)過程對(duì)環(huán)境友好，具有一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但是得到的分子量較低，難以滿足制造高分子材料制品的加工要求。2.二步法使乳酸生成環(huán)狀二聚體丙交酯，在開環(huán)縮聚成聚乳酸。這一技術(shù)較為成熟，美國(guó)NatureWorks公司生產(chǎn)聚乳酸工藝的工藝即為該工藝。中國(guó)的海正與中科院共同研制的聚乳酸生產(chǎn)技術(shù)也與此相似，主要過程是原料經(jīng)微生物發(fā)酵制得乳酸后，再經(jīng)過精制、脫水低聚、高溫裂解，最后聚合成聚乳酸。3.反應(yīng)擠出制備高分子量聚乳酸用間歇式攪拌反應(yīng)器和雙螺桿擠出機(jī)組合,進(jìn)行連續(xù)的熔融聚合實(shí)驗(yàn),可獲得由乳酸通過連續(xù)熔融縮聚制得的分子量達(dá)150000的聚乳酸。利用雙螺桿擠出機(jī)將低摩爾質(zhì)量的乳酸預(yù)聚物在擠出機(jī)上進(jìn)一步縮聚,制備出較高摩爾質(zhì)量的聚乳酸。在反應(yīng)溫度為150℃、催化劑用量為0.5%、螺桿轉(zhuǎn)速為75r/min時(shí)可通過雙螺桿反應(yīng)擠出縮聚法快速有效地提高聚乳酸的摩爾質(zhì)量,而且反應(yīng)擠出產(chǎn)物分散系數(shù)減小,均勻性變好。通過DSC曲線的比較發(fā)現(xiàn),通過反應(yīng)擠出縮聚法制得的聚乳酸的結(jié)晶度有所降低,這對(duì)改善聚乳酸材料在使用過程中表現(xiàn)出較大的脆性是有益的。聚乳酸在所有生物可降解聚合物中熔點(diǎn)最高，結(jié)晶度大，熱穩(wěn)定性好，加工溫度在170~230℃之間，有良好的抗溶劑性，因此能用多種方式進(jìn)行加工，如擠壓、紡絲、雙軸拉伸、注射吹塑。1.2.3熔融紡絲聚乳酸及其共聚物的紡絲可采用溶液紡絲和熔融紡絲工藝，主要采用干紡-熱拉伸工藝，而干紡纖維的機(jī)械性能要優(yōu)于熔紡纖維。研究表明，聚乳酸的分子量及其分布、紡絲溶液的組成及濃度、拉伸溫度、聚乳酸的結(jié)晶度和纖維直徑，都影響最終纖維的性能。聚乳酸是熱塑性聚合物，可采用熔融紡絲。熔紡?fù)芤杭徬啾染哂薪?jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)，因此對(duì)其研究非?；钴S。PLLA對(duì)溫度非常靈敏，在升溫過程中特性粘度有較大幅度的下降，而且溫度越高，△η越大。因此成纖聚合體中的金屬、單體、水等的含量必須嚴(yán)格控制，尤其是殘留金屬及水分子在紡絲前必須嚴(yán)格去除，否則在紡絲過程中會(huì)引起分子量的急劇下降和腐蝕加工機(jī)械，制得的纖維性能降低。聚乳酸在所有生物可降解聚合物中熔點(diǎn)最高，結(jié)晶度大，熱穩(wěn)定性好，加工溫度在170~230℃之間，有良好的抗溶劑性，因此能用多種方式進(jìn)行加工，如擠壓、紡絲、雙軸拉伸、注射吹塑。聚乳酸及其共聚物的紡絲可采用溶液紡絲和熔融紡絲工藝，主要采用干紡-熱拉伸工藝，而干紡纖維的機(jī)械性能要優(yōu)于熔紡纖維。研究表明，聚乳酸的分子量及其分布、紡絲溶液的組成及濃度、拉伸溫度、聚乳酸的結(jié)晶度和纖維直徑，都影響最終纖維的性能。表１－3溫度（℃）特性粘度（η）△η室溫1.3502051.160.192150.890.462250.820.53PLLA的特性粘度聚乳酸是熱塑性聚合物，可采用熔融紡絲。熔紡?fù)芤杭徬啾染哂薪?jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)，因此對(duì)其研究非?；钴S。PLLA對(duì)溫度非常靈敏，在升溫過程中特性粘度有較大幅度的下降，而且溫度越高，△η越大。因此成纖聚合體中的金屬、單體、水等的含量必須嚴(yán)格控制，尤其是殘留金屬及水分子在紡絲前必須嚴(yán)格去除，否則在紡絲過程中會(huì)引起分子量的急劇下降和腐蝕加工機(jī)械，制得的纖維性能降低。在熔融紡絲前，把聚乳酸未端的-OH基用醋酸酐和吡啶進(jìn)行乙?；Y(jié)果發(fā)現(xiàn)其熱穩(wěn)定性有所提高，為紡絲溫度低于200℃，聚乳酸基本不發(fā)生熱降解。采用二步法，即第一步熔融擠壓，第二步熱拉伸，可制得斷裂強(qiáng)度高于7.2cN/dtex的聚乳酸纖維。表１－4不同紡絲氣氛下聚乳酸的降解率紡絲的氣氛原料特性粘度（dl/g）初生纖維特性粘度（dl/g）降解率（%）空氣4.451.0576.4氮?dú)?.453.3625.6研究還表明，紡絲的氣氛對(duì)初生纖維特性粘度的影響極大，苦用氮?dú)獗Ｗo(hù)聚乳酸降解率明顯降低，不同分子量的聚乳酸應(yīng)該有不同擠出溫度。表１－5聚乳酸的特性粘度和合適的擠出溫度之間的關(guān)系原料特性粘度（dl/g）熔體擠出溫度（℃）1.892451.752201.612151.3聚乳酸纖維的主要性能聚乳酸纖維與滌綸、錦綸纖維性能比較見如表1-6所示。1.3.1比重聚乳酸纖維的比重為1.27g/cm3，在紡織纖維中是較輕的，制成的織物輕盈舒適。1.3.2機(jī)械性質(zhì)聚乳酸纖維的強(qiáng)度、伸長(zhǎng)與滌綸和錦綸差不多，但初始模量較低，在小負(fù)荷作用下容易變形，具有很好的手感。玉米纖維的回彈性很好，延伸5%時(shí)，彈性恢復(fù)率為93%，延伸10%時(shí)，彈性恢復(fù)率為64%，優(yōu)于滌綸纖維。1.3.3吸濕性聚乳酸纖維的吸濕性優(yōu)于滌綸纖維，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，回潮率為0.4%～0.6%。表1-6:PLA纖維與滌綸纖維、錦綸纖維的性能比較性能PLA纖維滌綸纖維錦綸纖維密度/g·cm-31.271.381.14拉伸強(qiáng)度/(cN·dtex-1)4.0-5.04.0-5.04.5-5.3強(qiáng)度/(cN·dtex-1)3.97-4.854.06-4.853.97-5.29伸長(zhǎng)率/%25-3530-4040標(biāo)準(zhǔn)回潮率/%玻璃化轉(zhuǎn)變溫度/℃577040熔點(diǎn)/℃175255215折射率/%1.41.581.57抗紫外好中等差限氧指數(shù)/%2620-2220-24楊氏模量/（Kg·mm-2）400-6001200300結(jié)晶度/%＞7050-6035沸水收縮率/%8—158—158—15染料種類分散性染料分散性染料酸性染料染色溫度/℃1001301001.4聚乳酸纖維的利用及發(fā)展聚乳酸纖維具有以上優(yōu)越的性能，因此有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。它可以制成圓截面的單絲或復(fù)絲、三葉形截面的BCF、卷曲或非卷曲的短纖維、雙組分纖維、紡粘非織造布和熔噴非織造布等。玉米纖維既可以純紡，又可以與棉、羊毛、粘膠、天絲、modal、山羊絨等分解性纖維混紡，是目前完美的環(huán)保型、綠色纖維。1.4.1聚乳酸纖維的主要應(yīng)用1.機(jī)械性能及物理性能良好。聚乳酸適用于吹塑、熱塑等各種加工方法，加工方便，應(yīng)用十分廣泛?？捎糜诩庸墓I(yè)到民用的各種塑料制品、包裝食品、快餐飯盒、無紡布、工業(yè)及民用布。進(jìn)而加工成農(nóng)用織物、保健織物、抹布、衛(wèi)生用品、室外防紫外線織物、帳篷布、地墊面等等，市場(chǎng)前景十分看好。2.相容性與可降解性良好。聚乳酸在醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用也非常廣泛，如可生產(chǎn)一次性輸液用具、免拆型手術(shù)縫合線等，低分子聚乳酸作藥物緩釋包裝劑等。3.聚乳酸（PLA）和石化合成塑料的基本物性類似，也就是說，它可以廣泛地用來制造各種應(yīng)用產(chǎn)品。聚乳酸也擁有良好的光澤性和透明度，和利用聚苯乙烯所制的薄膜相當(dāng)，是其它生物可降解產(chǎn)品無法提供的。4.聚乳酸（PLA）具有最良好的抗拉強(qiáng)度及延展度，聚乳酸也可以各種普通加工方式生產(chǎn)，例如：熔化擠出成型，射出成型，吹膜成型，發(fā)泡成型及真空成型，與目前廣泛所使用的聚合物有類似的成形條件，此外它也具有與傳統(tǒng)薄膜相同的印刷性能。如此，聚乳酸就可以應(yīng)各不同業(yè)界的需求，制成各式各樣的應(yīng)用產(chǎn)品。5.聚乳酸（PLA）薄膜具有良好的透氣性、透氧性及透二氧二碳性，它也具有隔離氣味的特性。病毒及霉菌易依附在生物可降解塑料的表面，故有安全及衛(wèi)生的疑慮，然而，聚乳酸是唯一具有優(yōu)良抑菌及抗霉特性的生物可降解塑料。1.4.2聚乳酸纖維的發(fā)展21世紀(jì)，綠色環(huán)保型新纖維制品會(huì)成為纖維市場(chǎng)的主導(dǎo)產(chǎn)品之一。聚乳酸纖維作為可生物降解的合成纖維，有著優(yōu)良的性能和廣泛的用途，需求量必然會(huì)不斷擴(kuò)大。我國(guó)有極其豐富的玉米原料，成本低廉，而且原料的利用率及轉(zhuǎn)化率高。另外，聚乳酸纖維屬于聚乳酸纖維，聚乳酸纖維生產(chǎn)原料來源更為廣泛，幾乎所有碳水化合物富集的物質(zhì)都有可能通過發(fā)酵得到乳酸：農(nóng)作物的根、莖、城市垃圾，食品工業(yè)副產(chǎn)品如土豆皮、玉米濕磨粉液體等都是上等、廉價(jià)的原料，乳酸可從再生資源中獲得，本身又是可再生資源，使其在當(dāng)今世紀(jì)格外受到青睞，生產(chǎn)玉米纖維紡織品蘊(yùn)含無限商機(jī)。1.5本章小結(jié)聚乳酸纖維與滌綸、錦綸同屬于聚酯纖維，但比滌綸、錦綸具有更加優(yōu)良的性能：比重輕，為1.27g/cm3，是纖維中較輕的，制成品輕盈舒適；聚乳酸纖維初始模量較低，在小負(fù)荷作用下容易變形，具有很好的手感和回彈性；吸濕性較好，易于染色，且色牢度較高；色澤柔和，制成品美觀，抗紫外線能力強(qiáng)，阻燃性好；可生物降解，屬環(huán)保再生材料，基于以上優(yōu)點(diǎn)，聚乳酸纖維具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。以玉米纖維為原料開發(fā)制作薄型色織物未見報(bào)道，對(duì)于開發(fā)者來說是全新嘗試，為了提高產(chǎn)品開發(fā)的成功率，應(yīng)依現(xiàn)代環(huán)保理念和此材料的特性合理設(shè)計(jì)織物規(guī)格和參數(shù)，全面提高薄型色織物的檔次和技術(shù)含量。２．聚乳酸纖維薄型色織物設(shè)計(jì)近年來，我國(guó)薄型色織物生產(chǎn)的質(zhì)量和品種有了大大的提高，在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上獲得很好的聲譽(yù)，薄型色織物很受國(guó)外客戶的歡迎。目前，以棉薄型色織物居多，新型纖維的卻較少，現(xiàn)選用玉米纖維紗設(shè)計(jì)了四種不同風(fēng)格的薄型色織物，主要用于男女襯衫、春夏女裝、童裝的制作。2.1織物規(guī)格設(shè)計(jì)聚乳酸纖維薄型色織物規(guī)格設(shè)計(jì)包括紗線結(jié)構(gòu)、織物的經(jīng)緯密度、織物的組織以及織物色彩的設(shè)計(jì)。2.1.1紗線規(guī)格的選擇目前市場(chǎng)上，聚乳酸纖維純紡紗的規(guī)格有32s和40s兩種。考慮織物品種的要求，選用線密度為32s玉米紗線為原料。紗線的捻度為86.4捻/10厘米，捻向?yàn)閆捻。2.1.2織物密度設(shè)計(jì)聚乳酸纖維薄型織物密度適中選擇，織物的密度可以參照類似織物，采用緊度設(shè)計(jì)法進(jìn)行設(shè)計(jì)，也可根據(jù)緊密度進(jìn)行設(shè)計(jì)。緊度設(shè)計(jì)法計(jì)算公式如2-1，緊密度計(jì)算公式如2-2和2-3。Pj′(Pw′)=Pj(Pw)×/（2-1）式中：Pj、Pw為原經(jīng)、緯紗的排列密度；Pj′、Pw′為設(shè)計(jì)織物的經(jīng)、緯紗排列的密度；T為原紗特?cái)?shù)，T′為設(shè)計(jì)紗特?cái)?shù)。（2-2）（2-3）式中：Ej、Ew為經(jīng)、緯向緊度；dj、dw為經(jīng)、緯紗線的直徑；Pj、Pw為經(jīng)、緯向密度排列；kd為織物內(nèi)紗線的直徑系數(shù)；Ttex為紗線的特?cái)?shù)。３．聚乳酸纖維的定性鑒別分析研究3.1試驗(yàn)材料試劑和儀器試驗(yàn)材料聚乳酸纖維：脂肪族類聚酯纖維，俗稱玉米纖維，簡(jiǎn)稱PLA纖維，樣品由廣州碧嘉材料科技有限公司提供。試劑硫酸、鹽酸、甲酸、冰乙酸、氫氧化鈉、次氯酸鈉、二甲基甲酰胺、丙酮、二氯甲烷等。儀器哈氏切片器、生物顯微鏡、熱差分析儀、電子顯微鏡、電熱恒溫水浴鍋、紅外光譜分析儀等。3.2鑒別方法采用燃燒試驗(yàn)法、顯微鏡法、熔點(diǎn)試驗(yàn)法、紅外吸收光譜法、化學(xué)溶解試驗(yàn)法對(duì)聚乳酸纖維進(jìn)行物理、化學(xué)性能的研究。顯微鏡觀察試驗(yàn)對(duì)聚乳酸纖維進(jìn)行顯微鏡觀察，其橫截面為近似圓形，縱截面纖維光滑、有明顯斑點(diǎn)。其橫向、縱向截面圖形見圖3-1中的圖1、圖2：\o"查看圖片"

圖3－1聚乳酸纖維顯微鏡觀察試驗(yàn)燃燒試驗(yàn)纖維靠近火焰時(shí)纖維熔縮；接觸火焰時(shí)纖維熔融、燃燒；離開火焰時(shí)纖維熔融燃燒、熔體下落；纖維燃燒時(shí)有淡淡的特殊甜味；殘留物為淺灰色膠狀物。根據(jù)燃燒試驗(yàn)方法，聚乳酸纖維同合成纖維特征較為相似，無特殊的表征現(xiàn)象。聚乳酸纖維與普通的合成纖維相比較，在鑒別時(shí)很多特征酷似合成纖維，在顯微鏡試驗(yàn)方法中，其橫向截面和縱向截面的特性和合成纖維容易混淆，無法清楚地進(jìn)行分別。在燃燒試驗(yàn)法中，其燃燒的性能和狀態(tài)也與合成纖維有相似之處，不同的是殘留物顏色較淺，但是這個(gè)表征現(xiàn)象并不十分明顯，不能單用此方法確認(rèn)是否為聚乳酸纖維。熔點(diǎn)試驗(yàn)對(duì)聚乳酸進(jìn)行熔點(diǎn)試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3-2。表3－2聚乳酸纖維熔融性能試驗(yàn)次數(shù)初熔/℃完全熔融/℃1149.8165.42150.6168.93149.5166.74148.9168.35149.2169.16150.4167.37151.0168.28150.2167.89150.3166.510149.7169.6聚乳酸纖維在150℃左右進(jìn)行初熔，至165℃～170℃完全熔融。在熔點(diǎn)法中，聚乳酸纖維的熔點(diǎn)在165℃~170℃之間，滌綸纖維的熔點(diǎn)一般在252℃左右，錦綸6纖維在220℃左右，錦綸66在260℃左右，丙綸纖維在180℃，乙綸纖維在160℃左右，雖然能將其與滌綸、錦綸區(qū)分開，但容易和乙綸混淆，加上現(xiàn)在許多低熔點(diǎn)滌綸的研發(fā)，使單純應(yīng)用熔點(diǎn)法不易進(jìn)行定性鑒別。紅外光譜試驗(yàn)對(duì)聚乳酸進(jìn)行紅外吸收光譜分析試驗(yàn)，其紅外吸收光譜圖見下圖3-3。\o"查看圖片"

圖3－3

由紅外吸收光譜圖可見在1747cm-1左右有雙鍵伸縮振動(dòng)強(qiáng)的吸收峰，C-O的伸縮振動(dòng)在1076cm-1左右，1179cm-1左右有二個(gè)最強(qiáng)的吸收峰，表明該纖維具有酯類特征的吸收峰，屬聚酯家族。但C=O伸縮振動(dòng)頻率位置相應(yīng)與苯環(huán)共軛的聚酯類要高，強(qiáng)度要弱。在紅外吸收光譜試驗(yàn)中，聚乳酸纖維和聚酯纖維的光譜吸收?qǐng)D有很大的相似之處，但可以通過聚乳酸的特征峰：1076cm-1、1179cm-1、1747cm-1，表明該纖維具有酯類特征的吸收峰，屬聚酯家族。根據(jù)C=O基與苯環(huán)共軛，C=O基的伸縮振動(dòng)頻率比上述位置高低，強(qiáng)度的強(qiáng)與弱，區(qū)分聚乳酸纖維和滌綸纖維?；瘜W(xué)溶解試驗(yàn)對(duì)聚乳酸纖維進(jìn)行化學(xué)溶解試驗(yàn)，觀察聚乳酸纖維在一定溫度、溶解時(shí)間條件下，在一定的酸、堿、鹽及有機(jī)溶劑中的溶解狀態(tài)，具體見表3-4。表3－4聚乳酸纖維溶解性能表溶劑觀察時(shí)間/min151030硫酸（98%），常溫S0SSS硫酸（75%），50℃IIII硫酸（59.5%），60℃IIII鹽酸（36%），常溫IIII鹽酸（20%），常溫IIII甲酸（98%），常溫IIII甲酸（80%），常溫IIII甲酸/氯化鋅，75℃IIII冰乙酸，常溫IIII冰乙酸，80℃IIPS/P冰乙酸，煮沸PSSS氫氧化鈉（5%），常溫IIPP氫氧化鈉（5%），煮沸PPSS氫氧化鈉（2.5%），煮沸PPPS次氯酸鈉（1mol/L），常溫IIPP二甲基甲酰胺，常溫I△△△二甲基甲酰胺，煮沸S0SSS二氯甲烷，常溫S0SSS丙酮，常溫IIII注：S——立即溶解，S——溶解，P——部分溶解，I——不溶解，△——溶脹。在溶解試驗(yàn)法中，從表3-4可以看出，聚乳酸纖維能溶解于常溫下的二氯甲烷和煮沸的二甲基甲酰胺中，可以將之與滌綸有所區(qū)別，這是鑒別聚乳酸纖維和滌綸纖維及丙綸、乙綸纖維的關(guān)鍵點(diǎn)所在。結(jié)語聚乳酸纖維是一種可降解的環(huán)保型紡織新材料，比重輕、物理機(jī)械性能優(yōu)良，染色性能好，耐光、熱、阻燃性能較好，是一種可替代以石油為原料的合成纖維的新產(chǎn)品，運(yùn)用玉米纖維為原料，結(jié)合紡織品設(shè)計(jì)的基本理論，以及企業(yè)的實(shí)踐，成功設(shè)計(jì)了四種不同風(fēng)格的薄型色織物，樣品的設(shè)計(jì)與制作為今后的大貨投產(chǎn)總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)，增大了玉米纖維的應(yīng)用范圍，提升了企業(yè)新品開發(fā)的檔次。聚乳酸纖維薄型色織物的開發(fā)成功，增加了薄型色織物的品種，滿足了人們對(duì)高品質(zhì)生活質(zhì)量的追求，面料不僅新穎，而且有益人體健康，有利于環(huán)境保護(hù)。玉米纖維在薄型色織物上的運(yùn)用，提升企業(yè)產(chǎn)品的附加值，將產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。今后可進(jìn)一步加大玉米纖維開發(fā)力度，擴(kuò)大玉米纖維在服用、服飾、裝飾、醫(yī)用和產(chǎn)業(yè)用紡織品中的應(yīng)用。進(jìn)一步深入探討用其他碳水化合物生產(chǎn)聚乳酸纖維的方法為其廣泛應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)[1]M.W.Sung,朱華.Ingeo用玉米制作的合成聚乳酸纖維[J].國(guó)外紡織技術(shù),2003,(09)：5-7.[2]魏小婭.玉米纖維的研究進(jìn)展[J].重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2003,(12)：145-148.[3]WALSHK,WESTERVELTR.CargillDowopensPLAplants[J].ChemicalWeek,2002,10:31.[4]唐昕.聚乳酸纖維的開發(fā)與玉米的前景[J].國(guó)外紡織技術(shù),2003,(05)：8-9.[5]王琳琳.聚乳酸纖維的生產(chǎn)工藝流程[P].中國(guó)專利:CN1490444,2004-04-21.[6]王來云,秦加友,李魁成,王山,侯來運(yùn),秦嶺.一種玉米秸稈生產(chǎn)纖維的方法[P].中國(guó)專利:CN1556263,2004-12-22.[7]YABANNAVARVM,WANGDI.Extractivefermentationforlacticacidproduction[J].BiotechBioeng,1991,