El ácido poliláctico es un material biodegradable y uno de los materiales de fibra prometedores en el siglo XXI.Ácido poliláctico (PLA)No existe en la naturaleza y requiere síntesis artificial. El ácido láctico, materia prima, se obtiene fermentando cultivos como el trigo, la remolacha azucarera, la yuca, el maíz y fertilizantes orgánicos. Las fibras de ácido poliláctico, también conocidas como fibras de maíz, se pueden obtener mediante hilado.
El desarrollo de fibras de ácido poliláctico
El ácido láctico se encuentra en el yogur. Posteriormente, los científicos descubrieron que el ácido producido por los movimientos musculares en animales y humanos es ácido láctico. La invención de DuPont Corporation (la inventora del nailon) fue la primera en utilizar polímeros de ácido láctico para preparar materiales poliméricos de ácido poliláctico en el laboratorio.
La investigación y el desarrollo de fibras de ácido poliláctico tienen una historia de más de medio siglo. Cyanamid, una empresa estadounidense, desarrolló suturas absorbibles de ácido poliláctico en la década de 1960. En 1989, Zhong Fang de Japón y Shimadzu Manufacturing Institute colaboraron para desarrollar fibra de ácido poliláctico hilada pura (LactonTM) y su mezcla con fibras naturales (Corn FiberTM), que se exhibió en los Juegos Olímpicos de Invierno de Nagano de 1998; Unijica Corporation de Japón desarrolló filamento de ácido poliláctico y tela no tejida spunbond (TerramacTM) en 2000. Cargill Dow Polymers (CDP) en los Estados Unidos (ahora NatureWorks) lanzó una serie de productos (IngeoTM) que cubren resinas, fibras y películas de ácido poliláctico en 2003, y licenció a Trevira en Alemania para producir la serie IngeoTM de telas no tejidas para su uso en campos como automóviles, textiles para el hogar e higiene.
El proceso y la aplicación de las fibras de ácido poliláctico.
Actualmente, las telas no tejidas de PLA convencionales se fabrican con ácido L-poliláctico (PLLA) de alta pureza óptica como materia prima, aprovechando sus características de alta cristalinidad y orientación, y se preparan mediante diferentes procesos de hilado (hilado por fusión, hilado en húmedo, hilado en seco, hilado en húmedo seco, hilado electrostático, etc.). Entre ellos, las fibras de ácido poliláctico hiladas por fusión (fibras largas y fibras cortas) se pueden utilizar en los sectores de la confección, los textiles para el hogar, etc. El equipo y el proceso de producción son similares a los del poliéster, con buena hilabilidad y un rendimiento moderado. Tras una modificación adecuada, las fibras de ácido poliláctico pueden alcanzar propiedades ignífugas (autoextinguibles) y antibacterianas naturales superiores. Sin embargo, la fibra de PLA hilada por fusión aún presenta margen de mejora en cuanto a resistencia mecánica, estabilidad dimensional a altas temperaturas, resiliencia y resistencia al envejecimiento.
El hilado en húmedo, el hilado en seco, el hilado en húmedo seco y el electrohilado de fibras (membranas) de ácido poliláctico se utilizan principalmente en el campo biomédico. Entre los productos representativos se incluyen suturas absorbibles de alta resistencia, transportadores de fármacos, membranas antiadherentes, piel artificial, andamiajes para ingeniería de tejidos, etc.
Con la creciente demanda de telas no tejidas desechables en los campos médico, sanitario, de filtración, decoración y otros, las telas no tejidas de ácido poliláctico también se han convertido en uno de los puntos calientes de investigación y desarrollo.
En la década de 1990, la Universidad de Tennessee, en Estados Unidos, estudió por primera vez las telas no tejidas spunbond y meltblown con ácido poliláctico. Posteriormente, la empresa japonesa Zhongfang desarrolló telas no tejidas spunbond con ácido poliláctico para aplicaciones agrícolas, mientras que la empresa francesa Fibreweb desarrolló telas no tejidas spunbond con ácido poliláctico, meltblown y estructuras compuestas multicapa (Deposita™). Entre ellas, la capa de tela no tejida spunbond proporciona principalmente soporte mecánico, mientras que la capa de tela no tejida meltblown y la de spunbond proporcionan conjuntamente efectos de barrera, adsorción, filtración y aislamiento.
La Universidad Nacional Tongji, Shanghai Tongjieliang Biomaterials Co., Ltd., Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd. y otras unidades han desarrollado con éxito telas no tejidas como viscosa hilada, spunlaced, laminadas en caliente, aire caliente, etc. en el desarrollo de fibras compuestas para telas no tejidas y productos no tejidos, que se utilizan para productos sanitarios desechables como toallas sanitarias y pañales, así como mascarillas faciales, bolsitas de té, materiales de filtrado de aire y agua y otros productos.
La fibra de ácido poliláctico ha sido ampliamente promovida y aplicada en interiores de automóviles, paquetes de cigarrillos y otras áreas debido a su origen natural, biodegradabilidad y respeto al medio ambiente.
Las características de las fibras de ácido poliláctico
Una de las ventajas más elogiadas de las fibras de ácido poliláctico es su capacidad de biodegradarse o absorberse en el organismo. En condiciones estándar de compostaje, es necesario medir la biodegradabilidad, y los productos de degradación son agua y dióxido de carbono. Las fibras de ácido poliláctico convencionales se hidrolizan lentamente o incluso son difíciles de detectar en condiciones normales de uso o en la mayoría de los entornos naturales. Por ejemplo, si se entierran en tierra natural durante un año, prácticamente no se degradan, pero en condiciones normales de compostaje a temperatura ambiente, se degradan en aproximadamente una semana.
La degradación y absorción de las fibras de ácido poliláctico in vivo se ven considerablemente afectadas por su cristalinidad. Experimentos de simulación de degradación in vitro han demostrado que las fibras de ácido poliláctico de alta cristalinidad conservan su forma y casi el 80 % de su resistencia después de 5,3 años, y pueden tardar entre 40 y 50 años en degradarse por completo.
Innovación y expansión de las fibras de ácido poliláctico
Como una variedad de fibra química desarrollada y producida durante más de medio siglo, el uso real de la fibra de ácido poliláctico aún es inferior a una milésima parte del de la fibra de poliéster. Si bien el factor costo es primordial, su rendimiento es fundamental. La modificación es una forma de desarrollar fibras de ácido poliláctico.
China es un importante productor y consumidor de fibras químicas, y en los últimos años se ha priorizado la investigación sobre fibras de ácido poliláctico modificadas. Estas fibras pueden combinarse con algodón, lino y lana naturales tradicionales para crear telas tejidas a máquina y de punto con un rendimiento complementario, así como con otras fibras químicas como el spandex y el PTT para crear telas que ofrecen propiedades agradables para la piel, transpirables y que absorben la humedad. Se han promovido en el sector de las telas para ropa interior.
Dongguan Liansheng tela no tejida Co., Ltd., fabricante de tejidos no tejidos y telas no tejidas, ¡es digno de su confianza!
Hora de publicación: 11 de junio de 2024