熔紡大直徑聚乳酸單絲的制備與性能研究

楊青山，毛雯雯，李大偉，鄧炳耀，劉慶生

(江南大學(xué) 生態(tài)紡織教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 無錫 214122)

隨著工業(yè)體系的發(fā)展，合成纖維種類越來越豐富，但其主要原料來源于日益枯竭的石油資源，而且其衍生物不可降解等環(huán)境問題日趨嚴(yán)重[1]。聚乳酸(PLA)作為一種可生物降解、可再生的高分子材料，其原料來源于自然可再生資源，廢棄物可降解為水(H2O)和二氧化碳(CO2)[2]，有望成為傳統(tǒng)合成纖維的綠色替代原料,因而受到眾多研究者的關(guān)注。

大直徑PLA單絲具有良好的生物相容性和吸收性，在醫(yī)療領(lǐng)域可作為紡織支架培養(yǎng)各種人體器官[3]；同時(shí)具有一定的強(qiáng)度及可降解性，在農(nóng)林領(lǐng)域可作為植物生長(zhǎng)藤架和動(dòng)物圈養(yǎng)防護(hù)繩來使用[4]。大直徑PLA單絲的直徑為0.08～5.00 mm，其紡絲成形工藝與常規(guī)纖維成形工藝相比具有水冷卻、聚合物熔體單孔擠出量大等特點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)對(duì)熔紡大直徑PLA單絲的工藝研究較少。張軍[5]采用纖維級(jí)PLA為原料進(jìn)行一級(jí)拉伸，研究了拉伸倍數(shù)(2～7)與PLA單絲拉伸強(qiáng)度的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)隨著拉伸倍數(shù)的增加，拉伸強(qiáng)度增大，斷裂伸長(zhǎng)率下降，并且在7倍拉伸時(shí)拉伸強(qiáng)度最大，達(dá)470.9 MPa；劉淑強(qiáng)[6]采用6202D型PLA切片為原料，探討了紡絲工藝對(duì)PLA單絲性能的影響，在3倍拉伸條件下，PLA單絲拉伸強(qiáng)度達(dá) 202.7 MPa；李琪等[7]采用左旋結(jié)構(gòu)和右旋結(jié)構(gòu)絡(luò)合的PLA為原料，通過中低速紡絲工藝，拉伸倍數(shù)分別為2.7，3.2，3.7，4.2，發(fā)現(xiàn)隨著拉伸倍數(shù)的提高，PLA長(zhǎng)絲拉伸強(qiáng)度增大，斷裂伸長(zhǎng)率下降，并在3.7倍拉伸時(shí)拉伸強(qiáng)度最大，達(dá)295.3 MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為12.8%。……