Materyèl fib PLA se yon nouvo kalite materyèl biodégradables ki baze sou biyo, asid laktik kòm polimerizasyon prensipal materyèl bwit nan polymère, matyè premyè ki soti nan sous ase ak renouvlab, sitou mayi, manyòk ak lòt matyè premyè, yo ka itilize nan k ap fonn k ap vire, elektwostatik. k ap vire ak lòt fason nan pwosesis.PLA fib materyèl akòz bon biocompatibility, fasil degrade renouvlab ak lòt karakteristik, se konsa ke li gen bon kandida pou aplikasyon nan jaden yo nan byomedsin, filtraj ak separasyon, anbalaj, ak sou sa. Li gen bon kandida aplikasyon. Etid sa a konsantre sou preparasyon fib PLA ki baze sou biyo.
1, fonn k ap vire
Fonn bondi metòd ki baze sou polymère fonn kòm matyè premyè, sòti nan filè a, ak solidifye nan fib pa kondansasyon rapid nan lè a. Fonn k ap vire pwosesis se senp, k ap vire likid pou fib-fòme polymère a fonn tèt li, pa bezwen k ap vire sòlvan oswa rekiperasyon beny kondansasyon, ak pwosesis fib fòme fini nan faz gaz la, rezistans friksyon piti, epi yo ka itilize pi wo. vitès bobin, efikasite pwodiksyon segondè. Sepandan, se pa tout polymère ki fòme fib ka itilize pou prepare fib pa fonn k ap vire, youn nan kondisyon yo pou preparasyon fib pa fonn k ap vire: tanperati a polymère fonn dwe pi ba pase tanperati dekonpozisyon tèmik li yo nan apeprè 30 degre, otreman li. se difisil yo sèvi ak metòd la fonn klasik pou k ap vire.
Pwosesis pwodiksyon PLA fonn k ap vire menm jan ak pwosesis k ap vire nan polyethylene terephthalate PET, ki divize an gwo vitès k ap vire yon sèl-etap metòd ak k ap vire-etann metòd de-etap. Nan pwosesis la k ap vire fonn, gen yon kontradiksyon ant sansiblite chalè nan reyaksyon degradasyon PLA ak gwo viskozite nan fonn nan, sa ki lakòz yon seri tanperati ekstrèmman etwat pou pwosesis k ap vire PLA fonn ak bezwen kontwole kontni dlo a nan masterbatch la. anpeche idroliz ak karbonizasyon nan pwosesis extrusion fonn lan. An menm tan an, pousantaj la kristalizasyon ki ba nan PLA mennen nan tanperati ki ba deformation chalè, materyèl frajil, severite pòv ak sik fòme long. Yo nan lòd yo amelyore pèfòmans nan PLA fonn k ap vire, Pan Xiaodi et al. te jwenn ke ogmante pousantaj la taye, sa vle di, ogmante vitès la k ap vire gen mwens efè sou viskozite a aparan nan PLA fonn, ak pwosesis la k ap vire se pi fasil kontwole.
Li et al. prepare polypropylène/poly(asid laktik) (PP/PLA) fib pa fonn k ap vire ak envestige pwopriyete yo, epi li te jwenn ke te gen yon ti diminisyon nan estabilite nan tèmik nan PLA ak adisyon a nan PP, men kristalinite a te amelyore, ak la oryantasyon ak pwopriyete mekanik PP/PLA fib melanje yo te amelyore.
CLARKSON et al. prepare fib konpoze segondè rèd seluloz nanofib / poly (asid laktik) (CNF / PLA) pa fonn k ap vire anba kondisyon anidrid ak sòlvan-gratis lè l sèvi avèk poly (etilèn glycol) (PEG) kòm yon ajan bulking, ak pwopriyete yo mekanik nan fib yo te ogmante pa 600% apre etann tèmik lè yo te ajoute CNF ak yon fraksyon mas 1.3%.
2, solisyon k ap vire
Se solisyon k ap vire divize an de kalite metòd solisyon sèk ak mouye. dichloromethane, trichloromethane oswa toluene yo souvan itilize kòm solvang pou preparasyon an nan PLA fib k ap vire solisyon stock, tankou YANG S et al. ki moun ki etidye kristalizasyon an nan solisyon jete gwo pwa molekilè PLA / CNT konpoze nan prezans solvang tankou dichloromethane (CH2Cl2), trichloromethane (CHCl3), N,N-dimethylformamide (DMF), ak 1,4-dyoxane ( DIOX). -dioxane (DIOX) solvants. Li te jwenn ke adisyon nan nanotub kabòn (CNTs) ak yon fraksyon mas nan 0.1% te kapab ankouraje fòmasyon nan kristal konfòmasyon net (SCs) nan melanj iso-PLLA / PDLA.
Difraksyon X-ray gwo-ang ak kalkil optik diferans montre ke kapasite nan Solvang yo ogmante kontni an SC nan konpoze PLLA / PDLA / CNT se nan lòd desandan DMF, DIOX, CHCl3, ak CH2Cl2. An patikilye, diferan mikwokristal SC yo fòme nan DMF. Diferans sa a ka eksplike pa paramèt solubilite ak presyon vapè sòlvan. Rezilta etid la tou bay solisyon posib pou kontwole konpozisyon kristalin melanj PLLA/PDLA/CNT.
Solisyon k ap vire pou prepare rechèch fib PLA mwens, ak fib fonn-file, solisyon k ap vire gen avantaj sa yo: nan pwosesis la k ap vire, entanglement polymère nan estrikti rezo a se mwens, se konsa ke filaman prensipal la gen yon pwopriyete segondè tansyon; k ap vire tanperati a ba, degradasyon tèmik la pi ba pase fib fonn yo; pwopriyete yo mekanik nan fib la se yon bon bagay, fòs la nan fib fonn-file se wo, men solisyon k ap vire gen pi dousman k ap vire, k ap vire pwosesis nan kontaminasyon sòlvan ak pwoblèm resiklaj, men aplikasyon yo pwodiksyon endistriyèl yo gen plis limite. Se poutèt sa, li pi limite nan aplikasyon pou pwodiksyon endistriyèl.
3, Elektwostatik k ap vire
Kòdi elektwostatik refere a pwosesis k ap vire nan solisyon polymère oswa fonn anba aksyon an nan yon jaden elektrik aplike, ak fib yo prepare ka rive nan nanokal la (5 nm ~ 1000 nm), men kondisyon yo k ap vire yo gen tandans gen yon gwo enpak sou la. mòfoloji fib ak pwopriyete yo. Yin Xuebing et al. envestige efè dichloromethane (DCM), hexafluoroisopropanol (HFIP), ak dimethylformamide (DMF) sou kapasite filaman-fòme nan solisyon PLLA, mikrostruktur nan pwodwi yo k ap vire, ak pwopriyete yo filtraj.
Li te jwenn ke sòlvan an melanje nan DCM / DMF te kapab efektivman amelyore fòmasyon filaman an ak estabilite jè nan solisyon PLLA, dyamèt fib la diminye anpil, ak yon estrikti espesyal nan kwa koryas ak amann te fòme ant fib, ak pi bon pèfòmans an jeneral nan manbràn fib te jwenn nan solisyon an k ap vire PLLA lè rapò volim nan DCM / DMF te 0.2.
Wang et al. itilize fonn diferans elektwostatik k ap vire pou prepare fib PLA, ak dyamèt mwayèn fib yo te rive nan yon minimòm de 400 nm nan yon tanperati k ap vire nan 260 degre, yon vitès koule lè a nan 20 m3 / h, yon tanperati ki koule lè a nan 100 degre, ak yon distans k ap vire nan 5.5 cm. Anplis de sa, Zhong Guo-cheng et al. te itilize hydroxyl-capped D-kalite asid polilaktik (D PLA) kòm yon inisyatè makromolekilè pou kòmanse polymérisation bag-ouvèti nan zo rèl do L-propyl lactide pou pwodwi diferan Anplis de sa, Zhong et al. te itilize hydroxyl-capped D-tip PLA kòm macromolecular initiateur pou inisye polymérisation bag-ouvèti nan kò L-propyl lactide pou prepare lineyè kib diblock PLA ak diferan nimewo-mwayèn pwa molekilè, ak prepare fib submicron pa mwayen k ap vire elektwostatik.
Rezilta yo te montre ke pwen yo k ap fonn ki fòme kristal konpoze kib yo te plis pase 215 degre, epi yo te amelyore estabilite tèmik la epi yo te montre bon rezistans. Elèktrostatik k ap vire ka reyalize rafineman nan materyèl fib konpare ak teknoloji a k ap vire tradisyonèl yo, ak fòmasyon nan kristal kib konpoze PLA ka ede amelyore pwopriyete yo mekanik nan materyèl fib.
4. Konklizyon remak
Kounye a, fòme ak aplikasyon fib bio ki baze sou PLA ak pwodwi nan Lachin yo toujou nan etap prensipal la. Done yo montre ke nan fen 2021, kapasite pwodiksyon PLA nan Lachin se sou 452,000 t, e li espere ke li pral rive nan 5 milyon t nan 2025.PLA, kòm yon kalite vèt ak anviwònman an. materyèl zanmitay, gen potansyèl pou ranplase tradisyonèl petwòl ki baze sou materyèl fib. Analize ak konpare ki deja egziste biobased PLA fib fòme metòd yo ak avantaj ak dezavantaj yo, reyaksyon an degradasyon PLA bezwen yo dwe rezoud nan pwosesis la fonn k ap vire ak kandida endistriyalizasyon an. pwosesis pou fonn k ap vire ak pwospè endistriyalizasyon, li nesesè pou rezoud kontradiksyon ki genyen ant sansiblite chalè ak gwo viskozite nan fonn, ak elaji seri tanperati pwosesis PLA fonn k ap vire.
An menm tan an, avèk èd nan teknoloji resiklaj PLA akselere rezèv la ki estab nan matyè premyè fib PLA nan Lachin. Nan estrateji nasyonal "doub kabòn" ak lòt politik favorab, li ka espere ke materyèl fib PLA ki baze sou biyo ak pwodwi yo pral usher nan devlopman nan leapfrog, nan jaden an nan byomedsin, filtraj ak separasyon, anbalaj ak lòt zòn montre bon. kandida pou aplikasyon an.