聚乳酸(PLA)纖維研究進(jìn)展介紹

PLA纖維國(guó)內(nèi)外發(fā)展

我國(guó) PLA 纖維產(chǎn)業(yè)正進(jìn)入蓬勃發(fā)展時(shí)期，但當(dāng)前存在規(guī)模不大，應(yīng)用尚未完全開發(fā)等問題。

國(guó)外PLA纖維研發(fā)起步較早。

1962年美國(guó)Cyanamid公司紡制出了可生物吸收的PLA醫(yī)用縫合線，但由于當(dāng)時(shí)PLA的合成方法還相當(dāng)落后，難以進(jìn)行批量生產(chǎn)。

1991年，美國(guó)Cargill公司開展了以玉米為原料制備乳酸(LA)及PLA的合成技術(shù)研究，并進(jìn)行了PLA纖維中試生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)，隨后PLA纖維工業(yè)才逐漸發(fā)展起來。

1997年Cargill公司與美國(guó)Dow Chemical公司合資組建了聚焦PLA開發(fā)的NatureWorks公司。

2002年NatureWorks公司建成15萬t/a PLA的生產(chǎn)線，隨后開發(fā)了系列商品名為Ingeo的PLA樹脂，目前已是全球最大的PLA生產(chǎn)商。

Total Corbion公司(Total公司與Corbion公司各占50%股份的合資公司)位于泰國(guó)的10萬t/a丙交酯及7.5萬t/a PLA生產(chǎn)線于2018年投產(chǎn)，在提供常規(guī) PLA 的同時(shí)，也具備生產(chǎn)聚乳酸立構(gòu)復(fù)合

物(SC-PLA)的能力，有望成為全球第二大PLA提供商。

日本島津、豐田、三井、東麗等公司在2000 年左右也曾有生產(chǎn)PLA樹脂的計(jì)劃，但由于聚乳酸應(yīng)用開發(fā)的滯后及需求不足而放棄。

日本鐘紡、尤尼吉卡、東麗、帝人等公司利用NatureWorks公司PLA切片相繼成功開發(fā)了PLA長(zhǎng)絲、短纖等系列產(chǎn)品，共同促進(jìn)了PLA纖維工業(yè)化的發(fā)展。

依據(jù)nova-Insitute機(jī)構(gòu)2018年5月發(fā)布的調(diào)查報(bào)告，2011-2022年主要生物基聚酯樹脂及聚酰胺樹脂的市場(chǎng)規(guī)模。從中可看到2017年到2022年P(guān)LA、生物基PET、PTT及PA樹脂的全球市場(chǎng)規(guī)

模。其中，PLA預(yù)計(jì)增長(zhǎng)最顯著。此外，PEF預(yù)計(jì)接下來的幾年發(fā)展迅猛，到2022年會(huì)形成7萬t左右的市場(chǎng)規(guī)模。需要說明的是，調(diào)查報(bào)告中生物基樹脂的市場(chǎng)規(guī)模包括纖維、塑料及薄膜在內(nèi)

各應(yīng)用領(lǐng)域的需求總量。除 PTT樹脂基本用于纖維以外，PLA中只有部分用于纖維，生物基PET則基本用于包裝，生物基PA(PA1010、PA11、PA610 等)基本用于工程塑料。

 PLA纖維技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

PLA纖維在1990年左右成為研發(fā)熱點(diǎn)，迄今公開的相關(guān)文獻(xiàn)超過6.6萬篇，其中含專利約為3.6萬件。2010年以來，每年公開的專利數(shù)量高達(dá)2000項(xiàng)以上，特別是中國(guó)專利數(shù)量也是急劇增長(zhǎng)。

從公開專利的文種及主要申請(qǐng)公司可看到PLA研發(fā)活躍國(guó)家主要有日本、中國(guó)、韓國(guó)及美國(guó)。

自從NatureWorks公司1997年實(shí)現(xiàn)PLA量產(chǎn)以來，與專利數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng)形成鮮明對(duì)比的是PLA的市場(chǎng)并沒有急劇擴(kuò)大。PURAC(Corbion)等的PLA工廠建設(shè)一再延遲，豐田、東麗及三井等跨國(guó)

巨頭當(dāng)年雄心勃勃的PLA開發(fā)計(jì)劃也基本擱置。

其原因之一固然是 PLA 價(jià)格居高不下，但更主要的原因是PLA性能有所欠缺，比如PLA的耐熱性能、存儲(chǔ)穩(wěn)定性均不佳。鑒于其性能無法與PET等相提并論，作為常規(guī)纖維PLA纖維沒有任何優(yōu)

勢(shì)。今后的主要開發(fā)方向應(yīng)該是一次性纖維制品的應(yīng)用開發(fā)以充分利用其可生物降解的特性。