Cesko.wiki Polylaktidová vlákna
Author
Albert FloresPolylaktidová vlákna jsou druh syntetických vláken vyráběných z polymerního materiálu nazývaného polymléčná kyselina (PLA). Tato vlákna nabízejí řadu výhod, včetně biodegradability a schopnosti snadného zpracování. Jsou využívána v různých oblastech, včetně textilního průmyslu, zdravotnictví a obalového průmyslu. V textilním průmyslu se polylaktidová vlákna používají převážně pro výrobu oblečení, díky svým kvalitám, jako jsou antibakteriální vlastnosti, příjemný pocit na kůži a schopnost udržovat teplo. Ve zdravotnictví mohou být použita pro šití chirurgických nití nebo jako biodegradabilní náplast. Polylaktidová vlákna také nacházejí využití v obalovém průmyslu, kde mohou nahradit tradiční plastové obaly a snížit tak negativní dopady na životní prostředí. Celkově se tato vlákna stávají stále populárnějšími díky svým ekologickým vlastnostem a širokému spektru využití.
Polylaktidová vlákna (mezinárodní zkratka PLA) jsou chemické textilní výrobky z polylaktidových polymerů kyseliny mléčné. Přeměna laktidu na polylaktid termickou a katalytickou polymerizací
Z historie
Syntetické PLA vlákno bylo objeveno v roce 1932. V 50. +more letech 20. století se začala PLA vlákna pokusně používat k výrobě chirurgických nití a implantátů. První komerčně vyrobené vlákno přišlo v roce 1997 z Francie s označením Deposa. V USA byla v roce 2001 instalována kapacita na ročních 140 000 tun polylaktidových polymerů, v roce 2017 dosáhl výnos z prodeje polylaktidových polymerů 950 milionů USD, v roce 2020 se odhadoval celosvětová výrobní kapacita na 375 000 ročních tun, jen malá část polylaktidů se používala k výrobě textilních vláken. Náklady na výrobu kyseliny mléčné se kalkulovaly v USA: z pšenice = 1,50 USD/kg, z manioku = 2,62 USD/kg.
Technologie výroby vláken
Surovina sestává nejméně z 85 % esterů kyseliny mléčné (z přírodních cukrů a škrobů). Kyselina mléčná vzniká tak, že se extrahuje škrob z rostlin (nejčastěji z obilí a z cukrové třtiny) a fermentuje enzymatickou hydrolýzou na glukózu. +more Z kyseliny mléčné se vyrábí polylaktid * dřívější konvenční metodou, tj polykondenzací (při silném vakuu a při vysokých teplotách) nebo * polymerizací (otevření okruhu cyklického dimeru kyseliny mléčné při mírnějších podmínkách) s výslednou vyšší molekulární váhou polymeru. (Na nákresu vpravo je vzorec chemické reakce přeměny laktidu na polylaktid).
Textilní vlákna se z polylaktidu běžně vyrábějí zvlákňováním z taveniny.
Vlákno se dodává ve formě stříže a hladkých i tvarovaných filamentů, laboratorně byla v roce 2005 vyrobena také nanovlákna. Např. +more japonská firma Toray vyrábí multifilament zvlákňováním z taveniny při rychlostech do 4000 m/min, filament se dlouží v poměru cca 1,6 a hotová příze se napařuje při 125 °C. Tvarovaný PLA filament (76 a 167 dtex) vyrábí např. německá firma Trevira.
Vlastnosti
Materiál má hustotu 1,27 g/cm³, bod tání 175-178 °C, tažnou pevnost 32-45 cN/dtex, tažnost až 40 % (!), LOI 26 a absorbuje 0,6 % vlhkosti.
Laktidové textilie mají lepší odolnost proti slunečnímu záření než běžné polyestery a jejich vynikající vlastností je, že látky, které obsahují, jsou biologicky odbouratelné. Samotné PLA však v běžném prostředí plně biologicky odbouratelné nejsou (např. +more domácí kompost nebo zemina, případně vystavení slunci nestačí, anebo je velmi pomalé). K degradaci materiálů na biologicky odbouratelné složky se musí užívat industriální komposty (teplota vyšší než 60 °C), hydrolýza pomocí enzymů a další způsoby.
Průmyslově vyráběné druhy: * staplové příze 10-120 tex * filamentové příze 7-15 tex, * monofilamenty (šňůry) s tloušťkou 1,75-3 mm pro 3D tisk, * plošné textilie ze směsí s bavlnou, viskózou a vlnou na: :sportovní oděvy, košile, nábytkové potahy, závěsy, výplně do polštářů a matrací, zdravotní textilie (chirurgické nitě, implantáty) * netkané textilie
Odkazy
Reference
Literatura
Koslowski: Chemiefaser-Lexikon:Begriffe-Zahlen-Handelsnamen, Deutscher Fachverlag 2008,