Mae deunydd ffibr PLA yn fath newydd o ddeunyddiau bioddiraddadwy bio-seiliedig, asid lactig fel y prif ddeunydd crai polymerization o bolymerau, deunyddiau crai o ffynonellau digonol ac adnewyddadwy, yn bennaf corn, casafa a deunyddiau crai eraill, yn cael ei ddefnyddio mewn nyddu toddi, electrostatig nyddu a ffyrdd eraill o brosesu.PLA deunydd ffibr oherwydd biocompatibility da, hawdd i ddiraddio adnewyddadwy a nodweddion eraill, fel bod ganddo ragolygon da ar gyfer cais ym meysydd biofeddygaeth, hidlo a gwahanu, pecynnu, ac ati. Mae ganddo ragolygon ymgeisio da. Mae'r astudiaeth hon yn canolbwyntio ar baratoi ffibrau PLA bio-seiliedig.
1, Toddwch nyddu
Mae dull nyddu toddi yn seiliedig ar doddi polymer fel deunydd crai, wedi'i allwthio trwy'r troellwr, a'i solidio'n ffibrau trwy anwedd cyflym yn yr aer. Toddwch broses nyddu yn syml, nyddu hylif ar gyfer y ffibr-ffurfio polymer toddi ei hun, nid oes angen i nyddu hydoddydd neu adfer bath cyddwysiad, a ffibr ffurfio broses yn cael ei gwblhau yn y cyfnod nwy, ymwrthedd ffrithiannol yn fach, a gellir ei ddefnyddio i uwch cyflymder coil, effeithlonrwydd cynhyrchu uchel. Fodd bynnag, ni ellir defnyddio pob polymerau sy'n ffurfio ffibr i baratoi ffibrau trwy nyddu toddi, un o'r amodau ar gyfer paratoi ffibrau trwy nyddu toddi: rhaid i'r tymheredd toddi polymer fod yn is na'i dymheredd dadelfennu thermol o tua 30 gradd, fel arall mae'n yn anodd defnyddio'r dull toddi clasurol ar gyfer nyddu.
Mae'r broses gynhyrchu o nyddu toddi PLA yn debyg i broses nyddu terephthalate polyethylen PET, sy'n cael ei rannu'n ddull un-cam nyddu cyflym a dull dau gam nyddu-ymestyn. Yn y broses nyddu toddi, mae gwrth-ddweud rhwng sensitifrwydd gwres adwaith diraddio PLA a gludedd uchel y toddi, gan arwain at ystod tymheredd hynod gul ar gyfer prosesu nyddu toddi PLA a'r angen i reoli'r cynnwys dŵr yn y masterbatch i atal hydrolysis a charboneiddio yn y broses allwthio toddi. Ar yr un pryd, mae cyfradd grisialu isel PLA yn arwain at dymheredd ystumio gwres isel, deunydd brau, caledwch gwael a chylch ffurfio hir. Er mwyn gwella perfformiad nyddu toddi PLA, mae Pan Xiaodi et al. Canfuwyd bod cynyddu'r gyfradd cneifio, hy, cynyddu'r cyflymder nyddu yn cael llai o effaith ar gludedd ymddangosiadol toddi PLA, ac mae'r broses nyddu yn haws i'w rheoli.
Mae Li et al. paratoi ffibrau polypropylen / poly (asid lactig) (PP / PLA) trwy nyddu toddi ac ymchwilio i'w priodweddau, a chanfuwyd bod gostyngiad bach yn sefydlogrwydd thermol PLA trwy ychwanegu PP, ond gwellwyd y crisialu, a'r gwellwyd cyfeiriadedd a phriodweddau mecanyddol y ffibrau cymysg PP/PLA.
CLARKSON et al. paratoi ffibrau cyfansawdd nanoffibr cellwlos anystwythder uchel/poly (asid lactig) (CNF/PLA) drwy doddi nyddu o dan amodau anhydrus a di-doddydd gan ddefnyddio poly(ethylen glycol) (PEG) fel cyfrwng swmpio, a phriodweddau mecanyddol y ffibrau oedd cynyddodd 600% ar ôl ymestyn thermol pan ychwanegwyd CNF gyda ffracsiwn màs o 1.3%.
2, Troelli Ateb
Rhennir nyddu datrysiad yn ddau fath o ddulliau datrysiad sych a gwlyb. defnyddir dichloromethane, trichloromethane neu tolwen yn aml fel toddyddion ar gyfer paratoi toddiannau stoc nyddu ffibr PLA, megis YANG S et al. a astudiodd grisialu hydoddiant a fwriwyd cyfansoddion PLA/CNT pwysau moleciwlaidd uchel ym mhresenoldeb toddyddion fel dichloromethane (CH2Cl2), trichloromethan (CHCl3), N, N-dimethylformamide (DMF), ac 1,4-deuocsan ( DIOX). -dioxane (DIOX) toddyddion. Canfuwyd y gallai ychwanegu nanotiwbiau carbon (CNTs) gyda ffracsiwn màs o 0.1% hyrwyddo ffurfio crisialau cydffurfiad niwtral (SCs) o gyfuniadau iso-PLLA/PDLA.
Mae diffreithiant pelydr-X ongl lydan a chyfrifiadau sganio gwahaniaethol yn dangos bod gallu toddyddion i gynyddu'r cynnwys SC mewn cyfansoddion PLLA/PDLA/CNT yn nhrefn ddisgynnol DMF, DIOX, CHCl3, a CH2Cl2. Yn benodol, mae microgrisialau SC nodedig yn cael eu ffurfio yn DMF. Gellir esbonio'r gwahaniaeth hwn gan baramedrau hydoddedd a phwysau anwedd toddyddion. Mae canlyniadau'r astudiaeth hefyd yn darparu atebion posibl i reoleiddio cyfansoddiad crisialog cyfuniadau PLLA/PDLA/CNT.
Ateb nyddu i baratoi ymchwil ffibr PLA yn llai, gyda ffibrau toddi-nyddu, nyddu hydoddiant wedi manteision canlynol: yn y broses nyddu, y polymer entanglement strwythur rhwydwaith yn llai, fel bod y ffilament cynradd Mae eiddo tynnol uchel; tymheredd nyddu yn isel, mae'r diraddiad thermol yn is na'r ffibrau toddi-nyddu; priodweddau mecanyddol y ffibr yn dda, cryfder y ffibrau toddi-nyddu yn uchel, ond nyddu ateb mae nyddu arafach, nyddu broses halogi toddyddion a phroblemau ailgylchu, ond mae'r ceisiadau cynhyrchu diwydiannol yn fwy cyfyngedig. Felly, mae'n fwy cyfyngedig mewn cymwysiadau cynhyrchu diwydiannol.
3, nyddu electrostatig
Mae nyddu electrostatig yn cyfeirio at broses nyddu hydoddiannau polymer neu'n toddi o dan weithred maes trydan cymhwysol, a gall y ffibrau parod gyrraedd y nanoscale (5 nm ~ 1000 nm), ond mae'r amodau nyddu yn dueddol o gael effaith fawr ar y morffoleg ffibr a phriodweddau. Roedd Yin Xuebing et al. ymchwilio i effeithiau dichloromethane (DCM), hexafluoroisopropanol (HFIP), a dimethylformamide (DMF) ar allu hydoddiant PLLA i ffurfio ffilament, microstrwythur y cynhyrchion nyddu, a'r priodweddau hidlo.
Canfuwyd y gallai toddydd cymysg DCM / DMF wella ffurfiad ffilament a sefydlogrwydd jet hydoddiant PLLA yn effeithiol, gostyngodd diamedr y ffibr yn sylweddol, a ffurfiwyd strwythur arbennig o groesau bras a mân rhwng ffibrau, a'r perfformiad cyffredinol gorau o cafwyd pilen ffibr o'r hydoddiant troelli PLLA pan oedd y gymhareb cyfaint o DCM/DMF yn 0.2.
Mae Wang et al. defnyddio nyddu electrostatig gwahaniaethol toddi i baratoi ffibrau PLA, a chyrhaeddodd diamedr cyfartalog y ffibrau o leiaf 400 nm ar dymheredd troelli o 260 gradd, cyfradd llif aer llif o 20 m3/h, tymheredd llif aer o 100 gradd, ac a pellter troelli o 5.5 cm. Yn ogystal, mae Zhong Guo-cheng et al. defnyddio asid polylactig math D wedi'i gapio hydroxyl (D PLA) fel cychwynnydd macromoleciwlaidd i gychwyn polymeriad agoriad cylch asgwrn cefn L-propyl lactid i gynhyrchu gwahanol Yn ogystal, mae Zhong et al. defnyddio PLA math D wedi'i gapio â hydroxyl fel cychwynnydd macromoleciwlaidd i gychwyn polymeriad agoriad cylch corff lactid L-propyl i baratoi PLA diblock ciwbig llinol gyda phwysau moleciwlaidd gwahanol nifer-cyfartaledd, a ffibrau submicron parod trwy nyddu electrostatig.
Dangosodd y canlyniadau fod ymdoddbwyntiau'r crisialau cyfansawdd ciwbig a ffurfiwyd dros 215 gradd, a bod y sefydlogrwydd thermol wedi gwella ac arddangoswyd caledwch da. Gall nyddu electrostatig wireddu mireinio deunyddiau ffibr o'i gymharu â'r dechnoleg nyddu draddodiadol, a gall ffurfio crisialau cyfansawdd ciwbig PLA helpu i wella priodweddau mecanyddol deunyddiau ffibr.
4. Sylwadau cloi
Ar hyn o bryd, mae ffurfio a chymhwyso ffibrau a chynhyrchion PLA bio-seiliedig yn Tsieina yn dal i fod yn y cyfnod cynradd. Dengys data, erbyn diwedd 2021, fod cynhwysedd cynhyrchu PLA yn Tsieina tua 452,000 t, a disgwylir y bydd yn cyrraedd 5 miliwn t yn 2025.PLA, fel math o wyrdd ac amgylcheddol deunydd cyfeillgar, mae ganddo'r potensial i ddisodli'r deunyddiau ffibrog traddodiadol sy'n seiliedig ar betrolewm. broses o nyddu toddi gyda rhagolygon diwydiannu, mae angen i ddatrys y gwrth-ddweud rhwng sensitifrwydd gwres a gludedd uchel o doddi, ac i ehangu ystod tymheredd prosesu nyddu toddi PLA.
Ar yr un pryd, gyda chymorth technoleg ailgylchu PLA i gyflymu'r cyflenwad sefydlog o ddeunyddiau crai ffibr PLA yn Tsieina. Yn y strategaeth "carbon dwbl" genedlaethol a pholisïau ffafriol eraill, gellir disgwyl y bydd deunyddiau a chynhyrchion ffibr PLA bio-seiliedig yn arwain wrth ddatblygu naid, ym maes biofeddygaeth, hidlo a gwahanu, pecynnu a meysydd eraill yn dangos yn dda. rhagolygon ar gyfer gwneud cais.