CN104356365A - 聚乳酸纤维的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种聚乳酸纤维的生产方法，该聚乳酸纤维的生产方法包括如下步骤：S1.提供提取原料，在生物催化剂的作用下，加入纯乳酸菌和碳酸钙进行发酵，获得发酵液；S2.对发酵液处理后，向其中加入硫酸，充分搅拌后过滤，对滤液进行蒸发浓缩，并二次过滤，获得乳酸；S3.对得到的纯乳酸进行脱水环化，得到丙交酯，再将得到的丙交酯开环聚合得到聚乳酸纤维。本发明的聚乳酸纤维的生产方法工艺流程简单，原料利用率和产率较高，无有毒物质的排放，便于生产方法的推广与应用，取得了良好的经济效益和环境效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种纤维生产方法，尤其涉及一种聚乳酸纤维的生产方法。
背景技术
聚乳酸纤维是一种可完全生物降解的合成纤维，它可从谷物中取得。其制品废弃后在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水，燃烧时，不会散发毒气，不会造成污染。是一种可持续发展的生态纤维。
但现有的聚乳酸纤维在生产过程中，工艺较为复杂，不利于聚乳酸纤维的大规模生产，影响的聚乳酸纤维的生产效率。且现有的聚乳酸纤维生产过程中，副产物较多，原料利用率不高。
因此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚乳酸纤维的生产方法。
为实现上述发明目的，本发明的聚乳酸纤维的生产方法包括如下步骤：
S1.提供提取原料，在生物催化剂的作用下，加入纯乳酸菌和碳酸钙进行发酵，获得发酵液；
S2.对发酵液处理后，向其中加入硫酸，充分搅拌后过滤，对滤液进行蒸发浓缩，并二次过滤，获得乳酸；
S3.对得到的乳酸进行脱水环化，得到丙交酯，再将得到的丙交酯开环聚合得到聚乳酸纤维。
作为本发明的聚乳酸纤维的生产方法的改进，所述生物催化剂为麦芽酶、糖化酶。
作为本发明的聚乳酸纤维的生产方法的改进，对发酵液处理包括利用石灰乳对发酵液进行中和至微碱性，再沸煮杀菌，冷却后过滤，并用热水重结晶。
作为本发明的聚乳酸纤维的生产方法的改进，步骤S2中，硫酸的体积百分数为50％。
作为本发明的聚乳酸纤维的生产方法的改进，步骤S2还包括：对滤液进行蒸发浓缩后，得到工业纯乳酸，对工业纯乳酸利用乙醚溶解，并利用活性炭脱色，二次过滤后，得到纯乳酸。
作为本发明的聚乳酸纤维的生产方法的改进，所述提取原料包括：玉米、小麦、木薯。
作为本发明的聚乳酸纤维的生产方法的改进，步骤S3中，所述得到聚乳酸纤维的平均相对分子量大于5000。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的聚乳酸纤维的生产方法工艺流程简单，原料利用率和产率较高，无有毒物质的排放，便于生产方法的推广与应用，取得了良好的经济效益和环境效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的聚乳酸纤维的生产方法的一具体实施方式的方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
如图1所示，本发明的聚乳酸纤维的生产方法包括如下步骤：
S1.提供提取原料，在生物催化剂的作用下，加入纯乳酸菌和碳酸钙进行发酵，获得发酵液；
S2.对发酵液处理后，向其中加入硫酸，充分搅拌后过滤，对滤液进行蒸发浓缩，并二次过滤，获得乳酸；
S3.对得到的乳酸进行脱水环化，得到丙交酯，再将得到的丙交酯开环聚合得到聚乳酸纤维。
其中，步骤S1中，提供的提取原料可以为：玉米、小麦、木薯等。如此保证了原材料的天然性，且该种提取原料较为容易获得。所使用的生物催化剂可以为麦芽酶、糖化酶，所述生物催化剂可将淀粉转化为葡萄糖等单糖。通过生物发酵工艺的方式进行反应，较为环保，避免了有毒有害物质的产生。
步骤S2中，对发酵液处理具体包括：利用石灰乳对发酵液进行中和至微碱性，再沸煮杀菌，冷却后过滤，并用热水重结晶。此外，加入的硫酸的体积百分数为50％，加入硫酸的目的在于，分解出乳酸和硫酸钙，以便后续过滤出硫酸钙。对于滤出的硫酸钙可进行回收利用，如此不但避免了废料的排放，同时也提高了原料的利用率。进一步地，步骤S2还包括：在减压条件下，对过滤出硫酸钙后剩下的滤液进行蒸发浓缩，得到工业纯乳酸，对工业纯乳酸利用乙醚溶解，并利用活性炭脱色，二次过滤后，即可得到纯度较高的乳酸。
步骤S3中，通过脱水环化即开环聚合得到的聚乳酸纤维平均相对分子量较高，有利于大规模工业化生产，该平均相对分子量大于5000。
经检测实验测试表明，通过本发明的生产方法获得的聚乳酸纤维比重介于1.27-1.31g/cm3，断裂强度介于41-63cN/tex，断裂伸长率为24-36％，弹性恢复率介于94-96％，染色温度介于101-105℃，沸水收缩率介于9-17，初始模量介于620-750cN/tex，折射率介于1.2-1.6，回潮率介于0.3-0.8。从而，由本发明的生产方法获得的聚乳酸纤维性能优异、可靠性高，可满足不同场合的使用需求。
综上所述，本发明的聚乳酸纤维的生产方法工艺流程简单，原料利用率和产率较高，无有毒物质的排放，便于生产方法的推广与应用，取得了良好的经济效益和环境效益。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种聚乳酸纤维的生产方法，其特征在于，所述聚乳酸纤维的生产方法包括如下步骤：
S1.提供提取原料，在生物催化剂的作用下，加入纯乳酸菌和碳酸钙进行发酵，获得发酵液；
S2.对发酵液处理后，向其中加入硫酸，充分搅拌后过滤，对滤液进行蒸发浓缩，并二次过滤，获得乳酸；
S3.对得到的纯乳酸进行脱水环化，得到丙交酯，再将得到的丙交酯开环聚合得到聚乳酸纤维。
2.根据权利要求1所述的聚乳酸纤维的生产方法，其特征在于，所述生物催化剂为麦芽酶、糖化酶。
3.根据权利要求1所述的聚乳酸纤维的生产方法，其特征在于，对发酵液处理包括利用石灰乳对发酵液进行中和至微碱性，再沸煮杀菌，冷却后过滤，并用热水重结晶。
4.根据权利要求1所述的聚乳酸纤维的生产方法，其特征在于，步骤S2中，硫酸的体积百分数为50％。
5.根据权利要求1所述聚乳酸纤维的生产方法，其特征在于，步骤S2还包括：对滤液进行蒸发浓缩后，得到工业纯乳酸，对工业纯乳酸利用乙醚溶解，并利用活性炭脱色，二次过滤后，得到纯乳酸。
6.根据权利要求1所述聚乳酸纤维的生产方法，其特征在于，所述提取原料包括：玉米、小麦、木薯。
7.根据权利要求1所述聚乳酸纤维的生产方法，其特征在于，步骤S3中，所述得到聚乳酸纤维的平均相对分子量大于5000。
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