聚乳酸（PLA）纤维是一种绿色可再生高分子材料，原料来源充分，加工生产方便，具有性能优异、在自然界中能生物分解、且分解产物不会造成环境污染等优点，被誉为“21世纪的环境循环材料”。现在PLA纤维已广泛应用于农业、工业等产业用材上。

 

作为天然纤维，PLA纤维具有无污染、可降解、吸湿快干、弹性好等特性，符合当今流行的绿色环保面料的要求。这里采用PLA纤维在经编机上进行了编织试验，以期能促进PLA纤维在经编生产中的应用。

 

1聚乳酸纤维及其性能

 

PLA纤维是以玉米等淀粉为原料，经发酵转化成乳酸，再经聚合、熔融纺丝而制成。加工乳酸的最大特点是不使用石油等不可再生的资源，而是使用可再生的植物为原料，又称作玉米纤维。它在土壤或水中，会在微生物的作用下分解成CO2和水，然后在光合作用下，又能成为淀粉的起始原料。这个循环过程，既能重新得到PLA纤维的初始原料——淀粉，又能借助光合作用减少空气中的CO2含量，且燃烧时不会散发毒气，不会造成污染。它的再生产和循环周期较短，为2-3年。

 

PLA纤维制品具有柔软的风格，并有质轻、吸汗速干性、稳定的抗菌性、适应肌肤的弱酸性、保温性和防霉性等特性，与一般的合纤有所不同[1]。PLA的密度是1.25，属于轻质的纤维；对光的折射率低，能染成深色；表面具有真丝般的光泽[2]。其缺点是熔点低，耐磨损性能不佳[2]。

 

1.1纤维的物理机械性能

 

对83dtex/f12的PLA长丝在单纱强力仪上进行测试（测试标准：GB/T9995-1997），测试条件：

实验仪器：YG063全自动单纱强力仪；隔距长度：250mm；拉伸速度：500m/min。

 

测试结果见表1、表2为其他经编常用原料的性能对比数据。

                                      

 

从表1和表2可见，PLA纤维的断裂强力为24.4cN/dtex，断裂伸长率20%，较涤纶、锦纶等纤维强力小，与棉纤维的强力性能相近。

 

1.2纤维的热学性能

 

采用YG252A-1型熔点仪（测试标准：FZ/T01057.7-1999）测试了PLA纤维的熔点。根据测试，PLA纤维的熔点为171.3℃。由此可见，PLA纤维的熔点比涤纶（约为256℃）、锦纶（约为253℃）要低很多，与丙纶（约为163～175℃）相近。PLA纤维的熔点低，这也使其应用受到一定限制原因之一。

                                       

采用差示扫描量热仪（PyriIDSC）来测定PLA纤维的玻璃化温度。测试时，选用5℃/min的升温速率水平。测试结果如图1所示，PLA纤维的玻璃化温度为59.2℃，低于涤纶（约为80℃左右）和锦纶（约为82℃）。由此，在织物的生产加工时应注意定型温度和成衣熨烫温度。

 

2 试织工艺

 

PLA纤维具有良好的芯吸性能、吸湿性能以及快干效应，具有较小的体积质量，其强伸性优良，在加上具有较好的弹性，与抗紫外光的性能[3]，另外由于经编针织物的柔软、透气、富有弹性的线圈结构，使这类运动面料的开发必将具有较好的市场前景。

 

在此，我们对PLA纤维在经编机上进行了试织，现将有关试织情况总结如下。

 

2.1整经

 

整经加工采用了如下工艺：

 

整经设备：H-21型全电脑控制整经机（常州宏源）；

整经速度：200m/min；

原料规格：83dtex/f12

整经张力：5.8（张力器读数）。

 

整经时应注意：由于PLA纤维刚性较大，会出现跳纱现象而与相邻纱线缠结、导致发生断纱。适当降低整经速度（200m/min），有助于整经生产的顺利进行，保证获得较高的整经质量，以便后道的编织加工顺利进行。经轴质量直接影响织物品质，优质的经轴可减少频繁的停车整理纱线，从而提高了生产效率和经济效益。

 

2.2编织

 

编织采用最为常用的双梳经编组织：编链与经平或变化经平组织。

（1）组织：

GB1:1－0/0－1//满穿送经量：1300mm/腊克。

GB2:1－2/1－0//满穿送经量：1630mm/腊克。

机上纵密：20cpc，机速：1280rpm。

 

（2）组织：

GB1:1－0/0－1//满穿送经量：1200mm/腊克。

GB2:3－4/1－0//满穿送经量：2400mm/腊克。

机上纵密：21cpc，机速：1280rpm。

 

针织物结构特征参数

                          

 

试织结果表明，PLA纤维的强度、伸长等物理机械性能可适应经编生产的要求，在中等编织速度（1280rpm）时没有出现频繁的断头现象；但是由于其弯曲刚度较大，致使整经、织造速度难以进一步提高；且由于弯曲刚度较大而对经编机的成圈机件、特别是对织针磨损较大，且形成的线圈结构也不够均匀，织物品质难以控制。

 

在编织过程中可通过对经纱张力的适当控制来减轻对成圈机件的磨损，例如，可以调节张力杆装置，调节经纱送经量；以及通过提高温度、增加湿度，来促进纱线成圈过程中产生的扭应力尽快松弛。这样可缓解PLA纤维弯曲刚度过大而产生的问题，确保正常编织。

 

4 结 语

 

通过对PLA纤维的性能测试以及采用PLA纤维在经编机上进行试织，表明：

 

（1）由于PLA纤维的玻璃化温度和熔点均较低，在织物的生产加工时对确定整理定型温度和成衣熨烫温度应特别注意。

 

（2）PLA纤维的强度、伸长等物理机械性能已基本满足了经编编织的要求，在1280rpm的生产速度下能够正常编织；

 

（3）PLA纤维的弯曲刚度过大，这必将成为其在经编生产中的应用推广的瓶颈。改善PLA纤维的弯曲刚度性能，是其在经编针织中广泛应用的前提。

 

采用可再生纤维开发新型功能性面料是未来纺织品开发研究的重要课题之一，运用新型纤维进行面料开发，可提高我国服装面料品质、功能，具有高附加值和高效益。聚乳酸纤维能以低原料成本取胜于合成纤维。由于具有良好的服用性能，聚乳酸纤维产品将会有广阔的市场，会有良好的发展和应用前景。