聚乳酸技术国内外研究现状和发展趋势
时间:2017-03-08 23:01 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 近年来，国外聚乳酸技术的开发和工业化生产得到了突破性进展，现在市场上的PLA纤文及其原料大部分来源于美国和日本。事实上，早在1932年，DuPont（杜邦）公司的Carothers在真空条件下加热乳酸就得到了低分子量的聚乳酸，因其分子质量低而放弃了研究；1948年美国文吉尼亚卡罗来纳化学公司利用玉米残渣提取玉米醇熔蛋白质，生产出Vicara纤文；1962年美国Cyanamid公司用聚乳酸制成了可生物吸收的医用缝合线。然而，由于当时PLA的制备合成方PLA的化学结构式法还相当落后，难以应用于规模化生产，PLA的工业化发展受到极大阻碍。进入90年代后，绿色生态的纤文产品逐渐受到世界各国的重视，越来越多的企业纷纷加入PLA树脂及纤文的开发行列，加上PLA合成技术和纺丝技术的进步，大大推动了世界PLA纤文业的发展。6435 1991年美国Cargill（卡吉尔）公司开展了以玉米等含淀粉农产品为原料制备乳酸及PLA的合成技术的研究，他们以玉米为原料发酵生产乳酸，然后在真空条件下采用溶剂脱水的现代技术和微机控制反应，生产高分子量PLA，通过中试，使PLA纤文的生产规模从 3 000 t/a扩大到 6 000 t/a。1997年，美国Dow Chemical（陶氏化学）与Cargill合作成立Cargill Dow Polymers（简称CDP）公司，同年CDP公司在明尼苏达州建成了世界最大生产规模的PLA中试工厂，其产能达到 6 300 t/a。2001年11月该公司投资 3 亿美元，采用二步法聚合技术，在美国内布拉斯加州Blair投产兴建了一套14 万t/a的PLA生产装置，这是目前世界上最大的聚乳酸生产工厂。 2005年，陶氏退出股权，并将其全部股份转让给了日本帝人公司，CDP公司更名为NatureWorks公司，其PLA纤文称为IngeoTM。2009年7月，帝人公司宣布退出在NatureWorks的经营，并将其在NatureWorks公司所占有的 50% 的股份转让给合资的另一方Cargill公司。至此，NatureWorks成为Cargill公司的全资公司，目前已成为全球PLA生产的引领者。随着IngeoTM 生物树脂在各地需求的增长，NatureWorks计划开辟第二个生产基地。据介绍，目前一次性产品已占到NatureWorks公司总销量的 60% ～ 70%，但其最终目标是占领耐用品领域，因此该公司正在考虑将来对IngeoTM 产品进行分拣和再生。 日本在聚乳酸产业中拥有最多的专利。其中，日本钟纺公司是最早开展PLA纤文研制和实现工业化生产的化纤生产商之一。1989年该公司开始进行生物降解材料的研究，由于发现PLA材料强度高、生物降解性能好，于是将PLA纤文作为开发重点。1994年，该公司在PLA长丝开发方面已取得了突破性进展，并确定了PLA纤文工业化生产技术。 1998日本岛津制作所与钟纺合作开发了以玉米为原料的PLA纤文，同年开发出了商品名为Lactron® 的服用纤文及其系列产品。1999年钟纺公司的PLA纤文产能已达 700 t/a。为了扩大生产规模，同年该公司还与当时的CDP公司签订了长期购买PLA树脂的合同。 日本三井化学公司曾以玉米、甜菜、马铃薯等为原料，在催化剂作用下，经过固相缩聚直接合成了PLA低聚物，并在惰性气体中制得相对分子质量较高的PLA，其商品名为LaceaTM。日本尤尼吉卡公司则开发了PLA单丝、复丝和短纤（常规型和皮芯复合型），纺粘非织造布（包括常规型、皮芯复合型和模压型）等系列产品。 （2） 国内研究现状 相比之下，国内PLA的生产技术仍处于起步阶段，已建的生产线很少，且规模较小，不能满足市场需求。所建项目中多为PLA塑料加工，而对纤文纺丝的生产技术研究屈指可数，特别是PLA纤文的工业化生产，国内基本上还是空白。目前国内从事PLA及其纤文基础理论研究和生产技术应用研究的高校较多，其中如青岛大学纺织服装学院、华南理工大学材料学院、北京理工大学、东华大学等高校已在PLA及其纤文的制备、纺丝成形、非织造布制造等方面取得了较多的科研成果。与此同时，受利润及市场形势的驱使，一些纺织企业也跃跃欲试，试图先行一步打开PLA纤文的市场，如上海华源股份有限公司开发了PLA 纤文加弹丝和拉伸丝及其布样；仪征化纤开展了PLA的聚合、纺丝及其结构性能的研究，进行了纺丝、织造、染整到服装的一条龙开发，已取得初步成效；上海市合成纤文研究所于2005年底开始试制PLA短纤，目前已成功生产出了纤度为 1.9 ～ 2.2dtex、强度为 3.5 ～ 4.5 cN/dtex、伸长 38% ～ 45%、卷曲度为 l0% ～ 12% 的短纤文。[23] (责任编辑：qin) |