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聚乳酸纤维(又称为玉米纤维)是以可再生的玉米等谷物为原料的可降解高分子纤维材料。聚乳酸原材料具有可再生性,克服了传统高分子材料依赖于有限的石油资源的缺点;聚乳酸在水中或土壤中可完全分解成水和二氧化碳,不会对环境造成任何污染,是一种环境友好材料,解决了传统合成纤维(如涤纶、锦纶等)废弃物难降解、污染环境的问题。聚乳酸纤维的应用十分广泛,从最先的医疗领域,发展到纺织服装领域。 但聚乳酸纤维价格贵、成本高,至今纯聚乳酸纤维类产品尚未大规模商业化生产。本文将聚乳酸纤维(长丝)与价格低廉、性能优越的棉纤维通过Sirofil纺纱技术纺制出聚乳酸/棉复合纱线,并织成织物产品。复合纱线及织物兼具聚乳酸长丝和棉纤维的优越特性,并有利于大幅度降低生产成本,是一种具有高附加值的产品,并且保持了混纺体系的可降解性,具有很好的商业前景。 本文首先对聚乳酸纤维的结构与性能进行了测试研究。主要对聚乳酸长丝的机械性能、表面摩擦性能、沸水、干热收缩率、热失重分析(TG)、差示扫描量热分析(DSC)、极限氧指数进行测试分析,对聚乳酸长丝的结构与性能进行全面的了解。 然后开发了聚乳酸长丝/棉Sirofil纱线,对Sirofil纺纱工艺进行优化,研究了Sirofil纺纱工艺参数混纺比、长丝-须条间距、捻度对纱线性能的影响关系;并对纱的热定形工艺进行优化,优选出最佳的定形温度及时间;对Sirofil纱的外观结构、拉伸性能、干热收缩率进行了测试分析。结果得出:最佳的Sirofil纺纱工艺为:混纺比60/40、长丝-须条间距10mm、捻度700T/m;最佳热定形工艺为:定形温度80℃、定形时间1h。制得的聚乳酸长丝/棉Sirofil纱线性能优越。 最后,应用聚乳酸长丝/棉Sirofil纱织造成织物,并对织物的性能进行系统研究分析,包括织物的拉伸性能、弯曲性能、抗皱性、悬垂性、耐磨性及透湿性,对聚乳酸长丝/棉织物进行综合评价,为聚乳酸长丝面料的开发应用提供科学的依据。结果得出:PLA长丝/棉Sirofil纱织物相对棉织物,拉伸断裂强力、断裂伸长率大,抗弯刚度小,耐磨性差,抗皱性和悬垂性好,透湿汽性好。