聚乳酸纤维生产工艺
聚乳酸是线型直链大分子，没有大侧基，由于结构单元存在手性碳原子，聚乳酸大分子有多种立体结构，可分为聚右旋乳酸（PDLA）、聚左旋乳酸（PLLA）和聚外消旋乳酸（PDLLA）。一般来说，生产聚乳酸纤维采用的是PLLA，其分子结构为等规立构，具有很强的结晶性，而另外两种聚乳酸的结构和性质不适合纺丝成型。聚乳酸纤维是将聚乳酸树脂通过溶纺和熔纺方法而制成的合成纤维。将PLA制备成胶体溶液或熔融成熔体，经喷丝口挤压成细流，在合适的介质中固化成纤维。虽然溶纺纤维的力学性能优于熔纺纤维，但是，溶纺的工艺复杂，溶剂回收困难，纺丝环境恶劣，成本较高，不适合工业化生产。故聚乳酸纤维的商品化生产都是采用熔融纺丝工艺。聚乳酸熔融纺丝法具有重现性好、环境污染小、生产成本低、便于自动化和柔性化生产的优点。工业化生产聚乳酸纤维，通常可以采用高速纺丝一步法或者纺丝——拉伸二步法 2 种方法，一步法产率较高，为二步法的6～15倍，而二步法得到的纤维力学性能优于高速纺丝纤维。
图片来源：布博士
聚乳酸熔融纺丝示意图
聚乳酸纤维的结构特点
聚乳酸纤维为全芯层结构，纵面存在无规律的斑点及不连续性条纹，横截面为近似圆形且表面存有斑点。这些无规律的斑点及不连续性条纹形成的原因主要是由于聚乳酸存在着大量的非结晶部分，在水、细菌、氧气的存在下，可以较快分解成二氧化碳和水。
聚乳酸纤维的化学结构
聚乳酸纤维纵面
聚乳酸纤维横截面
聚乳酸纤维的性能特点
常见纺织纤维与PLA纤维的性能汇总
（1）导湿透气性PLA纤维的公定回潮率为0.4%~0.6%，吸湿性能较差，疏水性能较好，制品使用时比较干爽。但聚乳酸纤维的极性碳氧键与水分子连接，引起纤维内许多的水蒸气转移，可以使水分很快从人体表面转移出去，具有很好的芯吸效应，因而具有很好的透气作用。聚乳酸纤维的横向截面呈扁平圆状，中间近似圆形，纵向表面比较光滑，呈均匀柱状，但表面有少数深浅不等的沟槽。孔洞或裂缝使纤维很容易形成毛细管效应从而表现出非常好的芯吸和扩散现象，又由于聚乳酸纤维带有卷曲，其制品较为蓬松，也增加了织物的导湿能力，所以PLA纤维的芯吸和扩散作用非常好。
（2）生物降解性
聚乳酸是由生物质原料（木薯、甜菜、蔗糖、秸秆纤维素等）经微生物发酵而成的小分子乳酸聚合而成的高分子材料，而聚乳酸纤维是由聚乳酸原料通过熔融纺丝等方法制备纤维。因其原料为生物质原料，故其可在自然环境中降解，最终产物为H2O和CO2，不会对环境造成污染，而且产物还能再次被环境吸收回归自然，绿色环保。
（3）燃烧性能
PLA纤维的燃烧热为19kJ/kg，烟气密度为63m2/kg，燃烧时少烟且离火 2 min后自动熄灭，具有良好的自熄特性；燃烧产物为CO2和H2O，不产生有毒气体，是一种低污染的纤维。其极限氧指数是26%，比大多数纤维要高。
