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专业、专心、专注 聚乳酸材料研发

济南岱罡生物工程有限公司 Jinan Daigang Co., Ltd

 
 
 

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济南岱罡生物工程有限公司专业从事医用生物降解材料的研究和制品开发。 产品有单体:丙交酯(LA)、乙交酯(GA)、三亚甲基碳酸酯(TMC)、对二氧环己酮(PDO),聚合物:聚乳酸、聚乙醇酸、聚酸酐、聚三亚甲基碳酸酯、聚对二氧环己酮以及共聚物,制品:静电纺丝膜、生物降解纤维、多孔泡沫支架。可以根据用户要求进行特殊结构聚乳酸类衍生物的合成

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聚乳酸纤维的生产技术  

2007-07-26 15:33:26|  分类: 文献 |  标签: |举报 |字号 订阅

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聚乳酸的原料生产 

  聚乳酸的原料是乳酸,即-羟基丙酸、2-羟基丙酸。由于乳酸分子中有一个不对称碳原子,所以具有d-型(右旋光)和L-型(左旋光)两种对映体,等量的L-乳酸和d-乳酸混合而成的dL-乳酸不具旋光性。成纤聚乳酸以L-乳酸为单体。 

  L-乳酸的工业化生产主要有微生物发酵法和化学合成法两大类。中国发酵乳酸工业主要采用玉米、大米、薯干粉等为原料,以谷糠、麦皮等为辅料,以α-淀粉酶、糖化酶为液化剂、糖化剂,CaCO3为中和剂,经发酵生产乳酸钙,再进一步酸化纯化得到乳酸产品。 

聚乳酸的合成 

  聚乳酸有两种合成方法,即丙交酯(乳酸的环状二聚体)的开环聚合和乳酸的直接聚合。 

  丙交酯开环聚合生产工序为:先将乳酸脱水环化制成丙交酯;再将丙交酯开环聚合制得聚乳酸。其中乳酸的环化和提纯是制备丙交酯的难点和关键,这种方法可制得高分子量的聚乳酸,也较好地满足成纤聚合物和骨固定材料等的要求。 

  乳酸直接缩聚是由精制的乳酸直接进行聚合,是最早也是最简单的方法。该法生产工艺简单,但得到的聚合物分子量低,且分子量分布较宽,其加工性能等尚不能满足成纤聚合物的需要;而且聚合反应在高于180℃的条件下进行,得到的聚合物极易氧化着色,应用受到一定的限制。 

  由于原料原因,聚乳酸有聚d-乳酸(PDLA)、聚L-乳酸(PLLA)和聚dL-乳酸(PDLLA)之分。生产纤维一般采用PLLA。 

聚乳酸纤维的制备 

  聚乳酸在所有生物可降解聚合物中熔点最高,结晶度大,热稳定性好,加工温度在170~230℃之间,有良好的抗溶剂性,因此能用多种方式进行加工,如挤压、纺丝、双轴拉伸、注射吹塑。 

  聚乳酸及其共聚物的纺丝可采用溶液纺丝和熔融纺丝工艺,主要采用干纺-热拉伸工艺,而干纺纤维的机械性能要优于熔纺纤维。研究表明,聚乳酸的分子量及其分布、纺丝溶液的组成及浓度、拉伸温度、聚乳酸的结晶度和纤维直径,都影响最终纤维的性能。 

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  聚乳酸是热塑性聚合物,可采用熔融纺丝。熔纺同溶液纺相比具有经济上的优势,因此对其研究非常活跃。PLLA对温度非常灵敏,在升温过程中特性粘度有较大幅度的下降,而且温度越高,△η越大。因此成纤聚合体中的金属、单体、水等的含量必须严格控制,尤其是残留金属及水分子在纺丝前必须严格去除,否则在纺丝过程中会引起分子量的急剧下降和腐蚀加工机械,制得的纤维性能降低。 

  在熔融纺丝前,把聚乳酸未端的-OH基用醋酸酐和吡啶进行乙酰化,结果发现其热稳定性有所提高,为纺丝温度低于200℃,聚乳酸基本不发生热降解。采用二步法,即第一步熔融挤压,第二步热拉伸,可制得断裂强度高于7.2 cN/dtex的聚乳酸纤维。 

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  研究还表明,纺丝的气氛对初生纤维特性粘度的影响极大,苦用氮气保护聚乳酸降解率明显降低,不同分子量的聚乳酸应该有不同挤出温度。 

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