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新材料技术

需求背景

聚乳酸（PLA）是一种无毒、无刺激性，具有良好生物相容性，可生物分解吸收，强度高，可塑性加工成型的高分子材料，它在人体内代谢最终产物是 CO2和 H2O，中间产物乳酸也是体内正常糖代谢的产物，所以不会在体内重要器官聚集，因此被FDI 批准用做医用手术缝合线、多肽和蛋白药物的释放、组织工程等领域。由它制成的纤维抗张强度高、柔软性好，是一种很有应用前景的生物降解材料。

有色纤维是在聚乳酸的生产过程中加入染料、染化剂等进行着色的化学纤维，也称着色纤维。与纺织厂的散纤或纱布染色工艺相比，有色纺丝既可节省前处理、染色、水洗、干燥等多道工序，色泽牢度好、不易褪色，日晒牢度高也可降低成本、节约能源、减少环保处理费用。直接使用颜料的话，由于在贮存和使用过程中颜料直接接触空气，颜料会发生吸水、氧化等现象，而做成色母后，由于树脂载体将颜料和空气、水分隔离，可以使颜料的品质长期不变。使用色母在计量上更方便准确，混合时不会粘附于容器上，因此节省了清洁容器和机器的时间以及清机所用的原材料。有色聚乳酸可用于生产色织布、绒线、各种混纺织物、地毯、装饰织物及产业用织物等。有色聚乳酸作为聚乳酸新品种之一，一直占有十分重要的地位，简化染色过程和降低生产成本、消除在后道染色过程中产生疵点和染色不均等优点成为该行业提高竞争能力，应对国际挑战的关键所在。

需解决的主要技术难题

1、贮存和使用过程中颜料直接接触空气，颜料会发生吸水、氧化等现象；

2、载体染色工艺对PLA纤维基本性能、力学性能等技术指标有影响；

3、PLA降解条件苛刻

4、丙交酯的合成和纯化

期望实现的主要技术目标

有色PLA低弹丝达到以下要求：

①玻璃化转变温度≥50℃

②断裂伸长率≥18%

③拉伸强度≥***

④沸水收缩率≤10%

⑤生物分解率≥60%

皂洗色牢度≥5级  汗渍色牢度≥5级  摩擦色牢度≥5级

需求解析

解析单位：浙江省宁波市 解析时间：2023-09-28

干宁

宁波大学

教授

综合评价

该研发的PLA/PHBV混纺丝的两种主要成分皆为生物基材质，并且化学结构较为相似，PHBV的加入使得纤维分子支链增多，增加了分散染料进入纤维内的“空隙”，从而使纤维比纯聚乳酸纤维得色深。同时可以将沸水收缩率降低至10％以下，并可改善纤维的手感。确定了两种可对PLA/PHBV混纺丝低温染色的分散染料，提供了一种染色工艺，具有得色深，染色均匀，水洗牢度、摩擦牢度良好的特点，同时可节约能源，降低生产成本。

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处理进度