【文章內(nèi)容簡介】 的 PLA纖維是以玉米淀粉發(fā)酵制成乳酸，經(jīng)脫水聚合反應(yīng)制得聚乳酸酯溶液進(jìn)行紡絲加工而成，所以 PLA纖維又被稱為玉米纖維 [7,8]。聚乳酸纖維的優(yōu)良特性使其開發(fā)和深加工產(chǎn)品具有更加廣闊的前景，聚乳酸非織造布的生產(chǎn)過程干凈環(huán)保無污染，對全世界的環(huán)保事業(yè)具有深遠(yuǎn)影響。 聚乳酸纖維具有優(yōu)良的降解性能。它的降解不同于天然纖維的微生物酶解，聚乳酸的降解是由于聚合物鏈上酯鍵的水解，降解后產(chǎn)生二氧化碳和水。最后在植物的光合作用下，又會 生成淀粉的起始原料 [9]，這個循環(huán)過程見圖 [10]。 嘉興學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 圖 11聚乳酸纖維生態(tài)循環(huán)圖 聚乳酸纖維性能 PLA纖維具有良好的物理機械性能，是高結(jié)晶性、高取向性和高強度的纖維。跟聚酯和聚酰胺纖維相對比，聚乳酸纖維的手感和懸垂性更好，抗紫外線 (uv)性能好，比重低，可燃性差，發(fā)煙量小，卷曲性和保型性更好。聚乳酸纖維吸濕吸水性小，水?dāng)U散性及滲水性佳， 而且透濕性亦好，這些特性與衣料用途的吸汗速干性有關(guān)。聚乳酸纖維與聚酯、棉纖維的性能對比如下 [11]： 項目 PLA纖維 滌綸纖維 棉纖維 密度（ g/cm3） 熔點（℃） 175 260 / 玻璃化溫度（℃） 57 70 / 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)吸濕率（ %） 燃燒熱（ KJ*g1） / 斷裂強度（ CN/dtex） 伸長度（ %） 30 30 / 染料種類 分散染料 分散染料 活性染料 染色溫度（℃） 100 130 80 聚乳酸纖維具有的突出優(yōu)點如下 [1215]： (1)能耗低：它的原材料十分豐富，都是可再生的 資源，而且資源和能耗少：聚乳酸纖維是當(dāng)嘉興學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 今最綠色和環(huán)保的有機高分子化合物。其綜合能源消耗是化學(xué)纖維生產(chǎn)中最低的。 (2)可生物降解無污染：聚乳酸纖維具有良好的生物降解性，將其與其他廢物同時埋入地下，較短時間內(nèi)就可分成水和二氧化碳。它對環(huán)境無污染，天然環(huán)保。聚乳酸所用的原材料沒有毒性，發(fā)酵污水處理不存在難題。且其生產(chǎn)過程中都是無污染的，是最簡潔干凈的生產(chǎn)。 (3)物理機械性能和加工性能好：聚乳酸纖維的強度、伸長等與滌綸和錦綸相差不大，但熔點和模量較低，具有良好的手感，彈性回復(fù)率高，玻璃化溫度適宜。 (5)舒適性 好：聚乳酸的產(chǎn)品親膚性好，與皮膚接觸會感到十分舒適，且有天然的抗菌性。 (6)有一定的阻燃性：聚乳酸纖維的極限氧指數(shù)是常用纖維中最高的。它的難燃性與毛相似 ,優(yōu)于滌綸。限氧指數(shù) : PLA: 26 ～ 27。 羊毛 : 24 ～ 25。 滌綸 :23～ 24[16]。，且其燃燒時散發(fā)的熱量低，容易熄滅，火災(zāi)危險小。 (7)環(huán)境可持續(xù)性： PLA 纖維的原料是谷物等農(nóng)產(chǎn)品，屬于可重復(fù)使用的再生能源，取之不盡 ,用之不竭。 聚乳酸非織造布工藝和應(yīng)用 紡粘法聚乳酸非織造布 紡粘法聚乳酸非織造布是 以聚乳酸切片為原料 ,經(jīng)過熔融紡絲、牽伸鋪網(wǎng) ,然后用熱軋或針刺及水刺等方法固結(jié)而成的一種新型的長絲非織造布 ,。紡粘法聚乳酸非織造布可以制作復(fù)合類產(chǎn)品，能夠滿足不同領(lǐng)域的需要。紡粘法是一種既經(jīng)濟、快速又環(huán)保的生產(chǎn)方法。 由于聚乳酸在高溫下容易解聚 ,所以切片要充分干燥 ,去除水分。同時紡絲溫度不能太高，要控制適當(dāng) ,才能保證紡絲的順利進(jìn)行。聚乳酸紡粘法采用空氣冷卻并通過開纖裝置將紡出的絲條雜亂散落堆積在網(wǎng)簾上 ,鋪置成網(wǎng) ,然后再經(jīng)熱軋輥加壓熱粘合 ,即可得到 PLA紡熱軋非織造布 [17]。聚乳酸紡粘法非織造布的工藝流程為 :聚乳酸切片→螺桿擠壓機→熔體過濾器→計量泵→噴絲板→冷卻吹風(fēng)→氣流牽伸→鋪網(wǎng)→熱軋成布 (或水刺、針刺成布 ) →卷取→成品 [18]。 由于聚乳酸的優(yōu)良性能 ,使得用紡粘法制得的聚乳酸紡粘法非織造布在常溫下具有良好的耐氣候性、強度保持性 。在土壤、海水、污泥等自然環(huán)境下經(jīng)歷一定時間后可完全分解為水和二氧化碳 ,對環(huán)境不造成污染 ,并且其分解產(chǎn)生的二氧化碳又通過植物的光合作用被重新合成淀粉等生產(chǎn)聚乳酸的原料 ,所以聚乳酸紡粘法非織造布是新型環(huán)保型的非織造布產(chǎn)品 [19]。 、聚乳酸水刺無紡布 聚乳酸具有中等的強力 ，比天然纖維要高，但是其吸濕率不如其他的天然纖維 ,表現(xiàn)出較好的疏水性。因此可以選擇水刺固結(jié)。水刺法聚乳酸非織造布的基本工藝過程為 :聚乳酸短纖維→開松→氣流成網(wǎng)→水刺固結(jié)→后處理 (烘干 ) →成品卷繞。聚乳酸水刺非織造布具有良好的透氣性、懸垂性，且手感柔軟、外觀光滑、不起毛，良好的親膚性、降解性及生物相容性等 [20]。 聚乳酸纖維的優(yōu)良特性使其開發(fā)和深加工產(chǎn)品具有更加廣闊的前景，聚乳酸水刺非織造布的生產(chǎn)過程干凈環(huán)保無污染，對全世界的環(huán)保事業(yè)具有深遠(yuǎn)影響?，F(xiàn)在中國的新麗無紡和美國農(nóng)業(yè)嘉興學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 生技公司 Cargill Dow合作生產(chǎn)出一種可分解式聚乳酸纖維 ( PLA)應(yīng)用于醫(yī)療床墊 ,取代了傳統(tǒng)的聚酯纖維 ,進(jìn)一步打開美國市場銷路 [18]。國內(nèi)外聚乳酸水刺無紡布已經(jīng)被應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生用布、家庭裝飾用品、餐廳用布等各個方面 ,相信將來必然有著廣闊的研究和應(yīng)用前景。 、醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用 聚乳酸纖維具有良好的生物相容性，無毒和生物降解性，因此被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療和衛(wèi)生領(lǐng)域。在醫(yī)療領(lǐng)域，聚乳酸具有同滌綸相似的強度，且其降解產(chǎn)物也為人體代謝的產(chǎn)物。對人體無害，因此被廣泛應(yīng)用于醫(yī)用的縫線，傷口慢慢愈合，縫合線也逐漸降解掉，無需拆線，大大的 減輕了病人的痛苦。聚乳酸纖維也可用于外科手術(shù)的植入材料，如人工腎、人工尿道、人工食管等生物器官，生物相容性好，對人體無害。 此外，在衛(wèi)生領(lǐng)域，聚乳酸降解產(chǎn)物是水和二氧化碳，對環(huán)境無害。用聚乳酸制成的衛(wèi)生巾、尿布、一次性口罩等用即棄產(chǎn)品，不需要焚燒，不會留下有毒氣體和產(chǎn)物。因此，聚乳酸產(chǎn)品必將取代對環(huán)境有害的材料，在未來的發(fā)展中具有廣泛的應(yīng)用前景。 本課題研究的意義 綠色紡織品的發(fā)展是一種勢不可抵擋的潮流。聚乳酸最大的優(yōu)點是以可再生的植物為原料，在整個生產(chǎn)過程中消耗的能量低，從原料到廢棄物都可經(jīng)微生物 作用分解成二氧化碳和水，具有天然的生物降解功能，燃燒時不會散發(fā)毒氣，不會造成污染。聚乳酸纖維融合了天然纖維和合成纖維的優(yōu)異性能于一體，是 21世紀(jì)的環(huán)保材料，是新型的生態(tài)性纖維。隨著聚乳酸纖維的不斷開發(fā)，其在非織造布中的應(yīng)用也日漸增多。 在石油資源日益短缺和環(huán)境污染十分嚴(yán)重的時代，更需要研究既能解決能源的危機又對環(huán)境沒有污染的綠色纖維。目前聚乳酸纖維還是存在一些問題，如聚乳酸纖維的染色性能差且生產(chǎn)成本過高。因此對聚乳酸材料性能的測試，并對實驗的數(shù)據(jù)結(jié)果作分析研究，從而聚乳酸纖維材料進(jìn)一步的了解。 課題以聚乳酸 非織造布為研究對象，選擇最優(yōu)良的親水整理方案，從而對聚乳酸材料的性能有更好的認(rèn)識，為實際工作中充分利用聚乳酸材料特性提供提論和、實驗依據(jù)。 嘉興學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 2 實驗部分 親水整理是一種方法簡便、效果顯著、成本低廉的非織造布后整理工藝，一般分為浸漬法和浸軋法，另外還有噴灑法和泡沫整理法。浸軋法能提高親水整理劑的附著力并能均勻分布在非織造布上，工藝簡單易行，所以實際生產(chǎn)中主要采用浸軋法 [21]。浸軋法的原理是將親水劑覆蓋在聚乳酸非織造布的表面，形成親水薄膜，然后加熱烘干，使親水劑固著在非織造布表面。 本文中的無紡布規(guī)格是 30g/m2 紡粘法聚乳酸無紡布， 80g/m2水刺法聚乳酸無紡布。親水整理工藝為將 HSDM SF608AA、 TF62 TF629C、 TF629B五種親水劑分別配制成濃度為 %、 %的溶液，放入燒杯。將試樣放入燒杯中，二浸二軋后，放入溫度分別為 80、 1 140攝氏度的烘箱內(nèi) 90s。最后取出，放于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下 24小時。 回潮率 實驗原理 回潮率表示紡織材料吸濕程度的指標(biāo)。以材料中所含水分重量占干燥材料重量的百分?jǐn)?shù)表示。在紡織品的貿(mào)易中為了計重和核價的 需要，必須對各種紡織材料的回潮率作出統(tǒng)一規(guī)定，稱公定回潮率。 實驗準(zhǔn)備 實驗儀器：剪刀、直尺、烘箱、天平。 實驗試樣：量取 30cm 30cm的聚乳酸紡粘無紡布和水刺無紡布。 實驗步驟 稱重，放入 60攝氏度的烘箱烘 30min，然后稱重，與之前的重量對比，得出回潮率。 接觸角性能測試 實驗原理 潤濕是自然界和生產(chǎn)過程中常見的現(xiàn)象。通常將固 — 氣界面被固液界面所取代的過程稱為潤濕。將液體滴在固體表面上，由于性質(zhì)不同，有的會鋪展開來，有的則粘附在表 面上稱為平凸透鏡狀，這種現(xiàn)象稱為潤濕作用。前者稱為鋪展?jié)櫇?，后者稱為粘附潤濕。如水滴在干凈玻璃板上可以產(chǎn)生鋪展?jié)櫇?。如果液體不粘附而保持橢球狀，則稱為不潤濕。 試樣準(zhǔn)備 實驗儀器：剪刀，接觸角測量儀。 實驗試樣：將 HSDM SF608AA、 TF62 TF629C、 TF629B五種親水劑分別配制成濃度為%、 %的溶液，放入燒杯。將試樣放入燒杯中，二浸二軋后，放入溫度分別為 80、 1 140攝氏度的烘箱內(nèi) 90s。最后取出，放于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下 24小時。 實 驗步驟 實驗步驟：開機 — 調(diào)焦 — 加入樣品 — 接樣 — 凍結(jié)圖像 — 量角法 嘉興學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 毛細(xì)效應(yīng) 實驗原理 織物毛細(xì)效應(yīng)測定是將一定規(guī)格的試樣懸掛在支架上，下端浸入水中，液體即沿毛細(xì)管而上升一定高度。可以用在一定時間內(nèi)液體上升高度標(biāo)示個 cm數(shù)。 試樣準(zhǔn)備 實驗儀器：剪刀，直尺，鉛筆，毛細(xì)效應(yīng)測驗儀。 實驗試樣：剪取 30cm 5cm的無紡布布條，在離開布條一端 1cm處畫一水平線，并在此末端掛約 2g重錘。 實驗步驟 將毛細(xì)效應(yīng)測定儀安裝并調(diào)整好水平，盤底內(nèi)倒入水，調(diào)整頁面與 標(biāo)尺讀數(shù)對齊。將布條上端固定，使其下端沿筆線與標(biāo)尺讀數(shù)對齊，然后將橫架連同標(biāo)尺及試樣一起下降，知道標(biāo)尺讀書零點與水平接觸為止。在 5min和 30min時記錄液體上升的高度，最后娶平均值作為測量結(jié)果。 織物剛?cè)嵝詼y試 實驗原理 在 YG（ B） 022D型自動硬挺度測試儀上，試樣被作為均布再喝懸臂梁平直于工作臺上通過驅(qū)動季候使其沿長度方向做勻速運動。當(dāng)試樣被從工作平臺上推出，因自重作用彎曲下垂，實驗的頭端接觸與水平線呈 。傾角的斜面檢測線時，測得伸長長度 L，計算得出抗彎長度和 抗彎剛度兩個力學(xué)指標(biāo)，根據(jù)抗彎剛度越大越難彎曲的原料，作為評價被測材料剛?cè)嵝阅苡餐Χ鹊臏y試指標(biāo)。 實驗準(zhǔn)備 實驗儀器：剪刀、直