目前生物降解材料按原料来源可分为石化基和生物基材料 。石化基包括二元酸二元醇共聚酯系列(聚丁二酸丁二醇酯PBS)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、二氧化碳共聚物(PPC)、聚己内酯(PCL)、聚乙醇酸(PGA)等 。生物基包括聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯聚合物(PHAs)、全淀粉、纤维素等 。
生物基PLA是法国人在1913年通过缩聚合成的 。经过几十年的发展，美国杜邦公司于1954年用两步法制备了高分子量的PLA 。1989年，日本钟芳公司与金岛公司合作开发聚乳酸纤维，促进了聚乳酸材料的应用 。2000年，中国启动了PLA的工业化大规模应用 。
PLA纤维材料是一种新型生物基可降解材料，是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物 。原料丰富，可再生，主要以玉米、木薯为原料，可采用熔融纺丝、静电纺丝等多种方式加工 。聚乳酸纤维材料因其良好的生物相容性、易降解和可再生性，在生物医学、过滤分离、包装等领域具有良好的应用前景 。本研究主要探讨生物基聚乳酸纤维的制备、应用及回收策略 。
1 。聚乳酸的制备方法
PLA是一种热塑性脂肪族聚酯，其单体有两种旋光异构体，D-乳酸(PDLA)和L-乳酸(PLLA)，均为全同立构，在适当条件下可形成晶体 。PLA的合成包括直接缩聚、开环聚合和共沸脱水缩合，如图1所示 。
直接缩聚法需要等摩尔浓度的羟基和羧基脱水缩聚得到低分子聚合物，再用偶联剂或酯化促进剂得到高分子聚乳酸，成本低，但需要两步聚合，杂质不易除去；共沸脱水缩合法避免了酯化促进剂的使用，溶剂沸点的提高提高了聚合速率；开环聚合可以精确控制PLA的化学结构，在催化剂的作用下获得特定的产物 。
2 。聚乳酸纤维的制备方法
2.1熔融纺丝
熔融纺丝法以聚合物熔体为原料，通过喷丝板挤出，在空气体中快速冷凝凝固成纤维 。熔融纺丝工艺简单，纺丝溶液是成纤聚合物本身的熔体，因此不需要回收纺丝溶剂或凝固浴 。而且成纤过程在气相中完成，摩擦阻力小，可以采用较高的卷绕速度，生产效率高 。然而，并不是所有的成纤聚合物都可以通过熔融纺丝来制备纤维 。熔融纺丝制备纤维的条件之一是聚合物的熔融温度必须比其热分解温度低30℃左右，否则难以用经典熔融纺丝法纺丝 。
聚乳酸熔融纺丝的生产工艺类似于聚对苯二甲酸乙二醇酯，分为一步高速纺丝和两步纺丝-拉伸 。在熔融纺丝过程中，PLA降解反应的热敏性和熔体的高粘度之间存在矛盾，导致PLA熔融纺丝的加工温度范围极窄，需要控制母料中的水分含量，防止熔体挤出时水解和碳化 。同时，PLA结晶速率低导致热变形温度低，材料易碎，韧性差，成型周期长 。为了改善PLA的熔体纺丝性能，潘小迪等发现提高剪切速率，即提高纺丝速度，对PLA熔体的表观粘度影响较小，纺丝过程更容易控制 。
李小川等人通过熔融纺丝制备了聚丙烯/聚乳酸(PP/PLA)纤维，并对其性能进行了研究 。结果表明，随着PP的加入，PLA的热稳定性略有下降，但结晶度增加，PP/PLA共混纤维的取向和力学性能得到改善 。
CLARKSON等在无水无溶剂条件下，以聚乙二醇(PEG)为增容剂，通过熔融纺丝制备了高刚性纤维素纳米纤维/聚乳酸(CNF/PLA)复合纤维 。当添加1.3%的CNF时，热拉伸后纤维的力学性能提高了600% 。
2.2溶液纺丝
溶液纺丝可分为溶液干法和湿法 。在PLA纤维纺丝原液的制备中，通常使用二氯甲烷、氯仿或甲苯作为溶剂 。例如，YANG S等人研究了溶液浇铸高分子量聚乳酸/碳纳米管(PLA/CNT)复合材料在二氯甲烷(CH2Cl2)、氯仿(CHCl3)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)和1，4-二氧六环(DIOX)存在下的立体复合结晶 。研究发现，添加0.1%的碳纳米管(CNT)可以促进异丙橡胶/PDLA共混物中同构晶体(SC)的形成 。
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