聚乳酸生物分解性纤维(PLA).pdf

如有帮助，欢迎支持。

聚乳酸生物分解性纖維(PLA)

謝紹銓

近來，不少刊物報導日本、美國研製生物分解性聚乳酸纖維的消息，今年二月，美國

中部CagillDow合資公司宣佈，要投資三億美元在偏遠的Blair，Nebraska建一座大型

年產14萬噸的聚乳酸PLA(PolylacticAcid)工廠，預定2001年完成，此一新廠比該公

司現有的4千噸小型工廠或日本鐘紡(Kanebo)公司的試驗工廠大很多。由於聚乳酸具有

環保、易分解等一系列的優點，可開發成聚乳酸纖維、不織布和薄膜等產品。

現有的四大項合成纖維，聚酯(PET)、尼龍(Nylon)、亞克力(Acrylics)、聚丙烯(PP)等都

是以石油化工產品為基本原料所合成的，其物理、化學性質穩定，但存在著使用後廢

棄物無法分解的問題，棉、毛、麻、絲等天然纖維又缺乏上述合纖特有的性能。聚乳

酸纖維兼具兩者纖維的優點，其原料乳酸可以玉米之類的植物中取得，其成品聚乳酸

可在一定的溫度、PH值和水份的條件下，會被分解成水和二氧化碳。

聚乳酸融點約為175度C，比PET、Nylon低，與PP相近，具備實用的耐熱性，所抽

成絲的纖維強度等物性，具有與聚酯纖維一般相近的性能。聚乳酸可以採用融熔紡絲

裝置抽絲，即先將它以融點以上的溫度熔化，由紡嘴中壓出，經冷卻、固化、牽伸成

絲。可先生產POY絲，捲繞之後再在另外設備上加工成成品絲，也可以直接經熱牽伸

一步完成。若生產短纖維產品，需經捲曲，捲曲數為10-15個/20毫米。乳酸本身有不

同的光學異構体，即L体(左旋)和D体(右旋)，原料中不同的D和L体含量，可使聚

乳酸的融點不同。因此，原料光學異構体的純化是以生物技術天然方法最關鍵的技術，

也是Cargill專利技術及商標權”NatureWorks”technology的重點。調整聚乳酸纖維表

層和芯層的DL体含量比例，使皮比芯層的融點低，利用這般不同的融點，可容易地

生產出熱粘著型的不織布產品，且產品十分柔軟。聚乳酸纖維具有優良的耐氣候性。

經科學試驗，此種纖維具有超強的紫外線(UV)抵抗力，經日晒500小時後，仍然保持

90%的強力，而一般聚酯纖維200小時後，強力便降至60%左右。聚乳酸纖維內部結

構存在著大量非結晶部分，在水、細菌和氧氣存在下，可進行較快的分解。經土壤掩

埋試驗，經過一年半之後，纖維強度降至60%左右，係因相對粘度對應降低所致。聚

乳酸纖維可使之堆肥化，這樣更能顯出它與傳統合成纖維的優勢，廢棄物堆肥化，回

歸自然，綠色再生。

除了上述纖維基本性質之外，聚乳酸纖維加工性良好，很容易可以製成超細

(microdeniers)纖維；快乾、不縮，介於棉與絲之間的性質，適合於製作衣褲等；又耐

光線、低燃性，燃燒時低煙、低放熱等性質，是有防火概念的家飾品及窗簾等最好的

材料。目前美國尖端的纖維業者如Unifi、FiberInnovation、Parkdale及下游紡織業者如

1

如有帮助，欢迎支持。

Interface、Woolmark等公司都在加緊開發相關的紡織品，以因應配合CargillDow一年

後，十萬噸以上PLA即將大量生產時之加工上市。今年年初發表會上，會場上陳列者

相關的PLA製成的長、短纖維、襯衫、衣褲、家飾品等製品，最上游卻是一棵玉米植

物與常吃的玉米的圖像，並且與石化工廠的照片作強烈對照，也與棉花等纖維作比較，

參觀者相信很快地體認到，這才是未來真正的綠色的生活。

PLA聚乳酸纖維的特性

事實上，生物分解性纖維並非只有聚乳酸纖維。大約十年前包括塑膠、樹脂業及纖維

業界的科學家們，目見化學合成材料大量使用後，其廢棄物累積已是人類揮之不去的

惡夢。因此，積極投入研究符合環保要求、可被微生物分解型的高分子。隨後陸續出

現，依生產方法差異分類區分，如微生物系、化學合成系、天然物系及複合系等多項

新的生物分解性高分子(biodegradablepolymers)上市(如表1.)，作為日常特殊應用的塑

膠或纖維製品之材料。

表1.已經實用化之生物分解性BiodegradablePolymers

分類/成分