العلوم الشعبية | حول ألياف حمض البوليلاكتيك

مقدمة عن حمض البوليلاكتيك

يُصنع حمض البوليلاكتيك (PLA) من موارد نباتية متجددة باستخدام التقنية الحيوية. تتحلل المنتجات المصنوعة من هذه المادة إلى ماء وثاني أكسيد الكربون في ظروف التسميد بعد التخلص منها. يتميز حمض البوليلاكتيك بتطبيقات واسعة النطاق؛ إذ يمكن معالجته إلى بلاستيك أو ألياف، مما يجعله مادة متعددة الاستخدامات تجمع بين خصائص البلاستيك والألياف.

ألياف حمض البوليلاكتيكيجمع هذا النسيج بين مزايا الألياف الطبيعية والاصطناعية، ويتميز بدرجة حموضة خفيفة مشابهة لدرجة حموضة الجلد، مما يجعله لطيفًا على البشرة، ومضادًا للبكتيريا، ومضادًا للعث، ولا يسبب الحساسية. كما يتميز بانسيابية فائقة، ونعومة، وتهوية ممتازة، ولمعان براق. علاوة على ذلك، فإن المنسوجات المصنوعة من ألياف حمض البوليلاكتيك ذاتية الإطفاء، مما يضمن مستوى عالٍ من الأمان.

 

 

أولاً: تصنيف ألياف حمض البوليلاكتيك

يمكن تقسيم ألياف حمض البوليلاكتيك (PLA) شائعة الاستخدام إلى فئتين رئيسيتين: ألياف PLA الأساسية وخيوط PLA.

1. ألياف حمض البوليلاكتيك الأساسية

ألياف حمض البوليلاكتيك الأساسية هي منتج ليفي يتميز بخصائص ميكانيكية معينة كالقوة والمرونة. وتشمل أنواع منتجاتها المنتجات المغزولة النقية والمنتجات المخلوطة بألياف مثل القطن والصوف والكتان والليوسيل والمودال.

صورة | ألياف قصيرة أحادية المكون من حمض البوليلاكتيك من إيسون

يمكن تقسيم منتجات ألياف حمض البوليلاكتيك القصيرة من شركة Suzhou Yisheng إلى ألياف أحادية المكون تقليدية، وألياف قصيرة للغاية، وألياف ثنائية المكون، وألياف ثلاثية الأبعاد مجعدة، وخيوط ملونة، وألياف ذات مقطع عرضي غير منتظم، وألياف وظيفية، وما إلى ذلك.

2. خيوط حمض البوليلاكتيك

خيوط حمض البوليلاكتيك (PLA) عبارة عن تجمعات ليفية تتشكل عن طريق شد أو لف أو تشكيل عدة خيوط أحادية طويلة. قد يحتوي الخيط الواحد على عشرات الخيوط الأحادية، ويُسمى حينها خيط PLA المركب، ويمكن غزله إلى ألياف PLA متمايزة. تُستخدم خيوط PLA الأحادية، نظرًا لخصائصها الفريدة، على نطاق واسع في الخيوط الجراحية الطبية، وصيد الأسماك، وأكياس الشاي، وغيرها من المجالات.

صورة | خيوط حمض البوليلاكتيك من إي صن

 

ثانيًا: خصائص ألياف حمض البوليلاكتيك

بالإضافة إلى خصائصها الميكانيكية الممتازة، ونعومتها، وقدرتها على التهوية، فإن ألياف حمض البوليلاكتيك تتمتع أيضًا بقابلية التحلل البيولوجي والتوافق الحيوي، وهي خصائص لا توجد في الألياف الكيميائية العامة.

1. الخواص الميكانيكية

أظهرت نتائج الاختبارات أن قوة الشد لألياف حمض البوليلاكتيك تتراوح بين 3.2 و4.9 سنتي نيوتن/ديستكس، وهي أعلى من قوة ألياف القطن الطبيعي. ويُشابه استطالة الكسر في الحالة الجافة استطالة النايلون والصوف، بينما تزداد استطالة الكسر في الحالة الرطبة، مما يدل على أن منتجات ألياف حمض البوليلاكتيك تتميز بمزايا مثل القوة العالية وقابلية التمدد الجيدة.

2. قابلية التحلل البيولوجي

في ظل ظروف درجة الحرارة والرطوبة العادية، تُعتبر ألياف حمض البوليلاكتيك (PLA) ومنتجاتها مستقرة إلى حد كبير. عند تعرضها للبيئات الطبيعية ذات درجة حرارة ورطوبة معينة (مثل الرمل أو الطمي أو مياه البحر)، تتحلل ألياف PLA تمامًا بفعل الكائنات الدقيقة إلى ثاني أكسيد الكربون والماء. إذا دُفنت ألياف PLA في التربة، فإن مدة تحللها الطبيعي تتراوح بين سنتين وثلاث سنوات؛ أما إذا خُلطت مع النفايات العضوية ودُفنت، فإنها تتحلل في غضون بضعة أشهر.

يمكن أن تتحلل نفايات منتجات حمض البوليلاكتيك (PLA) بشكل كامل إلى ثاني أكسيد الكربون والماء في غضون 3-6 أشهر في ظل ظروف التسميد الصناعية (درجة حرارة 58 درجة مئوية، ورطوبة 98٪، وظروف ميكروبية)، مما له تأثير جيد جدًا في حماية البيئة.

لقد اجتازت ألياف حمض البوليلاكتيك سهلة النمو من eSUN شهادة قابلية التسميد الألمانية DIN وشهادة قابلية التحلل البيولوجي الأمريكية BPI.

3. التوافق الحيوي، مضاد للحساسية

يُستخلص حمض البوليلاكتيك (PLA) من حمض اللاكتيك، وهو مادة طبيعية في جسم الإنسان. علاوة على ذلك، فإن درجة حموضة ألياف PLA تكاد تكون مطابقة لدرجة حموضة جسم الإنسان، مما يمنحها توافقًا حيويًا ممتازًا، وتوافقًا فائقًا مع الجلد، وعدم وجود خصائص مُسببة للحساسية. ونتيجة لذلك، تتمتع ألياف PLA بسلامة عالية في المنتج، ويمكن استخدامها على نطاق واسع في المجال الطبي الحيوي.

4. مضاد للبكتيريا، ومضاد للعث، ومضاد للعفن، ومزيل للروائح.

تتميز ألياف حمض البوليلاكتيك بسطح حمضي ضعيف بسبب حمض اللاكتيك، مما يمنحها خصائص طبيعية مضادة للبكتيريا، مما يمنع نمو العث بشكل فعال ويوفر تأثيرات مضادة للعفن ومزيلة للروائح.

5. الجرعة

① الانسيابية: تتميز ألياف حمض البوليلاكتيك بمعامل مرونة أولي منخفض ومعامل انسيابية صغير، مما ينتج عنه أقمشة ذات خصائص انسيابية ممتازة.

② امتصاص الرطوبة والتهوية: ألياف حمض البوليلاكتيك لديها امتصاص ضعيف للرطوبة، ولكنها تتمتع بتهوية ممتازة.

 

③ استعادة التجاعيد: تتمتع ألياف حمض البوليلاكتيك بمعدل استعادة مرونة يصل إلى 93٪ عند شدها بنسبة 5٪، لذلك تتمتع أقمشة ألياف حمض البوليلاكتيك النقية باستعادة ممتازة للتجاعيد.

④ مقاومة التآكل والتكتل: تتمتع ألياف حمض البوليلاكتيك بمقاومة أفضل قليلاً للتآكل مقارنة بالبوليستر، لكن النسيج عرضة للتكتل.

⑤ يتميز بخصائص جيدة في الاحتفاظ بالحرارة.

ألياف حمض البوليلاكتيك (PLA) هي ألياف خفيفة الوزن تجف بسرعة بعد تعرضها للرطوبة أو النقع في الماء. وتختلف وظائف منتجات PLA باختلاف الفصول. ففي الشتاء، توفر عزلاً حرارياً أفضل من القطن والبوليستر؛ أما في الصيف، فتتميز بتهوية ممتازة وقدرة عالية على امتصاص الماء، حيث تمتص العرق وتجف بسرعة، كما أنها تُزيل حرارة الجسم بسرعة عن طريق التبخر.

6. خصائص الأداء الأخرى

① يتمتع بخصائص جيدة للحماية من الأشعة فوق البنفسجية.

تحتوي ألياف حمض البوليلاكتيك (PLA) على عدد كبير من روابط الكربون-كربون والكربون-هيدروجين في تركيبها الجزيئي. لا تمتص هذه الروابط عادةً الضوء بأطوال موجية أقل من 290 نانومتر. لذلك، فإن الأشعة فوق البنفسجية التي تصل إلى الأرض لا تؤثر تقريبًا على ألياف PLA، وتتمتع منتجات ألياف PLA بمقاومة ممتازة للأشعة فوق البنفسجية.

② ينطفئ فور إزالته من اللهب، وينتج دخاناً قليلاً، وهو غير سام.

ألياف حمض البوليلاكتيك ليست قابلة للاشتعال بسهولة، وتنطفئ عند إبعادها عن اللهب، ولا تنبعث منها دخان أسود أو غازات سامة، مما يجعلها آمنة جدًا للاستخدام.

ثالثًا: تطبيقات ألياف حمض البوليلاكتيك

يمكن تحويل حمض البوليلاكتيك إلى ألياف قصيرة، وخيوط، وأقمشة غير منسوجة، وما إلى ذلك، ويستخدم على نطاق واسع في مواد النظافة، وأقمشة الملابس، والمنسوجات المنزلية، وحشوات الألعاب، والمستلزمات الطبية، وغيرها من الصناعات.

1. مواد صحية

يتميز النسيج غير المنسوج المصنوع من حمض البوليلاكتيك بسطحه الأملس، وعدم امتصاصه للرطوبة، فضلاً عن قدرته الفائقة على الامتصاص والجفاف والتوافق الحيوي وخصائصه المضادة للحساسية، مما يجعله مناسبًا للأشخاص الذين يعانون من الحساسية. ويمكن استخدامه على نطاق واسع في مواد النظافة الشخصية، مثل الطبقة العلوية والطبقة الماصة والطبقة السفلية للفوط الصحية وحفاضات الأطفال، بالإضافة إلى منتجات النظافة الشخصية التي تُستخدم لمرة واحدة، مثل مناديل إزالة المكياج والمناديل المبللة ومناشف الوجه والأغشية الواقية.

لا تقتصر فوائد ألياف حمض البوليلاكتيك على تلبية المتطلبات المضادة للبكتيريا للمنتجات الطبية ومنتجات النظافة التي تستخدم لمرة واحدة بشكل فعال فحسب، بل إن قابليتها للتحلل البيولوجي يمكن أن تحل أيضًا مشكلة "التلوث الأبيض" الناجم عن المنتجات الطبية ومنتجات النظافة التي تستخدم لمرة واحدة.

2. قماش للارتداء

تتمتع ألياف حمض البوليلاكتيك (PLA) بخصائص فيزيائية مشابهة لألياف البوليستر. فهي قابلة للتشكيل، وتتميز بقوة ومتانة عاليتين، كما أنها لا تسبب تهيجًا للجلد، وسهلة الغسل والتجفيف. علاوة على ذلك، يمكن إضفاء خصائص وظيفية على ألياف PLA، مثل امتصاص الرطوبة والحماية من الأشعة فوق البنفسجية، من خلال تغيير عملية الغزل وإضافة مواد أخرى، مما يتيح تطوير أقمشة ملابس ذات مزايا فريدة.

① الملابس الرياضية والملابس غير الرسمية – نسيج محبوك بخيوط DTY منخفضة المرونة (قمصان البولو، والقمصان، وما إلى ذلك).

② الملابس الداخلية – أقمشة متشابكة وممزوجة، مما يغير الممارسة التقليدية المتمثلة في عدم استخدام ألياف البوليستر في الملابس الداخلية، مما يمنح الملابس الداخلية قدرة أفضل على الاحتفاظ بالشكل وأمانًا أكبر.

③ ملابس الأطفال - تُعد الملابس المضادة للحساسية، واللطيفة على البشرة، والمقاومة للهب من بين العناصر الأساسية لملابس الأطفال الحديثة.

④ تطبيقات أخرى.

3. المنسوجات المنزلية وحشو الألعاب

① حشوات الألحفة والوسائد وما إلى ذلك: تتمثل في ألياف حمض البوليلاكتيك الأساسية المجوفة، والتي يمكن أن تكون PLA نقية أو ممزوجة بألياف أخرى لاستبدال الحشوات الموجودة المرتبطة بالبوليستر.

② أقمشة الفراش (المتشابكة، المخلوطة، إلخ): يمكنها الاستفادة الكاملة من مزاياها المتمثلة في كونها لطيفة على البشرة، وغير مهيجة للبشرة، وغير مسببة للحساسية، والتغلب على عيوب أقمشة البوليستر/القطن، وتتمتع بثبات أبعاد أفضل من أقمشة القطن الخالص، كما أنها سهلة الغسل والتجفيف والعناية.

4. المستلزمات الطبية

الكمامات، والملابس الواقية، والشاش الطبي، والضمادات، وأغطية الأسرة، والمنتجات المضادة للبكتيريا عالية الجودة، إلخ.

5. تطبيقات أخرى

مواد التعبئة والتغليف، والأقمشة الزراعية، وحواجز الرمل، وخيوط الترشيح، والمواد اللاصقة للألواح الزخرفية، وما إلى ذلك.

يُعتبر ألياف حمض البوليلاكتيك (PLA) أليافًا صديقة للبيئة، نظرًا لأن موادها الخام مشتقة من موارد نباتية متجددة. وهذا من شأنه أن يقلل، إلى حد ما، من استهلاك صناعة النسيج للموارد غير المتجددة كالبترول، ويخفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. علاوة على ذلك، تُعد عملية إنتاج ألياف PLA منخفضة الكربون وصديقة للبيئة. فمن المواد الخام إلى النفايات، يمكن تحللها إلى ثاني أكسيد الكربون والماء في التربة أو مياه البحر بفعل الكائنات الحية الدقيقة. وعند حرقها، لا تُطلق غازات سامة ولا تُسبب أي تلوث.

شركة غوانغوا ويي (العلامة التجارية "eSUN")، الشركة الأم لشركة سوتشو ييشنغ، أتقنت تقنية إعادة تدوير حمض البوليلاكتيك كيميائياً وطبقتها على نطاق صناعي. وبذلك، تستطيع الشركة إنشاء سلسلة صناعية خضراء مغلقة لإنتاج منتجات ألياف حمض البوليلاكتيك، وتحقيق إعادة تدوير الموارد واستخدامها بكفاءة أكبر.

تتمتع ألياف حمض البوليلاكتيك (PLA) بإمكانيات تطوير هائلة في مختلف الصناعات والمجالات، بما في ذلك المنسوجات والصناعة والزراعة وهندسة الأنسجة. ومع تزايد اهتمام العديد من الدول بتطوير المواد الحيوية، فإن ألياف PLA مهيأة لتصبح أحد المنتجات الرئيسية في قطاع المنسوجات والأقمشة غير المنسوجة في القرن الحادي والعشرين.

تركز شركة سوتشو ييشنغ على ألياف حمض البوليلاكتيك (PLA) والأقمشة غير المنسوجة كمنتجاتها الرئيسية واستراتيجيتها. تشمل الطاقة الإنتاجية الحالية للشركة خط إنتاج واحد لألياف PLA المغزولة بالصهر بطاقة 10,000 طن/سنة، وخط إنتاج واحد لأقمشة PLA غير المنسوجة المدرفلة بالهواء الساخن بطاقة 1,000 طن/سنة، بالإضافة إلى ثلاثة خطوط إنتاج لألياف PLA الوظيفية. تبلغ الطاقة الإنتاجية السنوية لخطوط إنتاج ألياف PLA الوظيفية الثلاثة 5,000 طن، وهي قادرة على إنتاج مجموعة متنوعة من المنتجات المتميزة، مثل ألياف PLA ثلاثية الأبعاد المجعدة، والألياف المركبة ثنائية المكونات، والألياف ذات المقطع العرضي المحدد، وخيوط PLA، وألياف PLA المصبوغة بالمحلول.

نرحب باستفسارات العملاء المهتمين ومناقشة فرص التعاون! لمزيد من المعلومات، يرجى زيارة الموقع الإلكتروني: https://www.esunfiber.com/

دعوة للمشاركة في المعرض

سيقام معرض الصين الدولي لغزل النسيج (الربيع/الصيف) لعام 2024 في الفترة من 6 إلى 8 مارس في المركز الوطني للمعارض والمؤتمرات (شنغهاي).

ستعرض شركة سوتشو ييشنغ مجموعة متنوعة من منتجات الألياف القابلة للتحلل الحيوي والأقمشة غير المنسوجة في الجناح J96 في القاعة 8.2! نرحب بكم لزيارة جناحنا وتبادل الأفكار!