فهم ألياف حمض البوليلاكتيك (PLA): الخصائص والتطبيقات

أنواع ألياف PLA

ألياف PLA يتم تصنيفها بشكل أساسي إلى نوعين: الألياف القصيرة وخيوط الشعيرات.

ألياف قصيرة من حمض البولي لاكتيك

تتميز هذه الألياف بخصائص ميكانيكية كالقوة والمرونة. ويمكن استخدامها في المنتجات المغزولة النقية أو مزجها مع ألياف أخرى كالقطن والصوف والكتان والليوسيل والمودال. تقدم شركة eSUN مجموعة متنوعة من منتجات ألياف PLA القصيرة، بما في ذلك:

• الألياف التقليدية أحادية المكون
• قطعة أساسية قصيرة للغاية
• ألياف ثنائية المكونات
• ألياف مجعدة ثلاثية الأبعاد
• ألياف ذات مقطع عرضي خاص
• الألياف الوظيفية

خيوط PLA

تتكون خيوط البولي لاكتيك (PLA) من عدة خيوط أحادية طويلة يتم شدها أو لفها أو تشكيلها. قد يحتوي الخيط الواحد على عشرات الخيوط الأحادية، والمعروفة باسم خيوط PLA المركبة، والتي يمكن غزلها لتكوين ألياف PLA متمايزة. تُستخدم خيوط PLA الأحادية، نظرًا لخصائصها الفريدة، على نطاق واسع في الخيوط الجراحية الطبية، وخيوط الصيد، وأكياس الشاي.

خصائص ألياف حمض البولي لاكتيك

الخواص الميكانيكية

تتميز ألياف حمض البولي لاكتيك (PLA) بقوة شد تتراوح بين 3.2 و 4.9 سنتي نيوتن/ديستكس، متجاوزةً بذلك قوة ألياف القطن الطبيعية. ويُقارن معدل استطالتها عند الكسر في الحالة الجافة بمعدل استطالة النايلون والصوف، ويزداد هذا المعدل في الحالة الرطبة، مما يدل على قوة عالية وقابلية جيدة للتمدد.

قابلية التحلل البيولوجي

في ظل درجات الحرارة والرطوبة العادية، تبقى ألياف حمض البولي لاكتيك (PLA) ومنتجاتها مستقرة. في البيئات الطبيعية ذات الظروف الخاصة، تستطيع الكائنات الدقيقة تحليل حمض البولي لاكتيك (PLA) بالكامل إلى ثاني أكسيد الكربون والماء. في ظروف التسميد الصناعي (58 درجة مئوية، رطوبة 98%، ووجود الكائنات الدقيقة)، يمكن أن تتحلل منتجات حمض البولي لاكتيك (PLA) في غضون 3-6 أشهر. وقد حصلت ألياف حمض البولي لاكتيك (PLA) من شركة eSUN على شهادات من المعهد الألماني للتوحيد القياسي (DIN) ومعهد المنتجات البيولوجية (BPI) في الولايات المتحدة الأمريكية (الولايات المتحدة الأمريكية) فيما يتعلق بقابليتها للتسميد والتحلل.

التوافق الحيوي والطبيعة المضادة للحساسية

تُستخلص ألياف حمض البولي لاكتيك (PLA) من حمض اللاكتيك، وهو مادة طبيعية في جسم الإنسان، وتتميز بدرجة حموضة مماثلة لدرجة حموضة الجلد البشري. وهذا ما يمنحها توافقًا حيويًا ممتازًا، وتوافقًا جيدًا مع الجلد، وخصائص غير مسببة للحساسية، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات الطبية الحيوية.

خصائص مضادة للبكتيريا والعث

تضفي الحموضة الضعيفة لحمض اللاكتيك على سطح ألياف PLA خصائص مضادة للبكتيريا طبيعية، مما يمنع بشكل فعال نمو العث والعفن والروائح.

مساحة قابلة للارتداء

• ثنىتتميز ألياف PLA بمعامل مرونة أولي منخفض ومعامل انثناء صغير، مما يوفر خصائص انثناء جيدة.
• امتصاص الرطوبة والتهويةعلى الرغم من أن ألياف PLA تتميز بضعف امتصاص الرطوبة، إلا أنها توفر تهوية جيدة.
• استعادة التجاعيد: مع معدل استعادة مرن يصل إلى 93٪ عند تمديدها بنسبة 5٪، تُظهر أقمشة ألياف PLA استعادة جيدة للتجعد.
• مقاومة التآكل والتكويرتتمتع ألياف PLA بمقاومة أفضل قليلاً للتآكل مقارنة بالبوليستر، على الرغم من أن الأقمشة قد تتعرض للوبر.
• العزل الحراريتتميز ألياف PLA خفيفة الوزن بقدرتها على الجفاف السريع بعد البلل. وفي الشتاء، توفر عزلًا حراريًا أفضل من القطن والبوليستر؛ وفي الصيف، تتميز بنفاذية ممتازة للرطوبة وخصائص تجفيف سريعة.

عقارات أخرى

• مقاومة للأشعة فوق البنفسجية: يحتوي التركيب الجزيئي لألياف PLA على العديد من روابط C—C و C—H، والتي لا تمتص الضوء بأطوال موجية أقل من 290 نانومتر، مما يمنحها مقاومة جيدة للأشعة فوق البنفسجية.
• إطفاء ذاتي ودخان منخفضألياف PLA ليست قابلة للاشتعال بسهولة، وتنطفئ ذاتيًا عند إبعادها عن النار، ولا تنبعث منها دخان أسود أو غازات سامة، مما يضمن السلامة أثناء الاستخدام.

تطبيقات ألياف PLA

مواد صحية

تتميز الأقمشة غير المنسوجة المصنوعة من حمض البولي لاكتيك (PLA) بأسطحها الملساء، وعدم امتصاصها للرطوبة، كما أنها توفر سيولة وجفافًا وتوافقًا حيويًا أفضل، بالإضافة إلى كونها غير مسببة للحساسية. وهي مناسبة لصناعة الفوط الصحية، وحفاضات الأطفال، ووسادات إزالة المكياج، والمناديل المبللة، ومناشف الوجه، وغيرها من المنتجات الصحية التي تُستخدم لمرة واحدة. وبفضل قابليتها للتحلل الحيوي، تُساهم ألياف حمض البولي لاكتيك في معالجة مشكلة التلوث البيئي الناتج عن المنتجات الطبية والصحية التي تُستخدم لمرة واحدة.

أقمشة الملابس

تتمتع ألياف حمض البولي لاكتيك (PLA) بخصائص فيزيائية مشابهة لمواد البوليستر، ويمكن تشكيلها، وتتميز بقوة جيدة وثبات في الأبعاد، كما أنها لا تسبب تهيجًا للجلد. يسهل غسلها وتجفيفها، ويمكن تحسين خصائصها أثناء عملية الغزل بإضافة مواد أخرى لتحقيق امتصاص الرطوبة، والحماية من الأشعة فوق البنفسجية، وغيرها من الميزات. تشمل تطبيقاتها ما يلي:

• ملابس رياضية وترفيهية: أقمشة محبوكة بخيوط منخفضة المرونة من نوع DTY لقمصان البولو، والقمصان، وما إلى ذلك.
• الملابس الداخلية: أقمشة متشابكة أو ممزوجة تحافظ على شكلها بشكل أفضل وتوفر أمانًا أكبر.
• ملابس الأطفال: تعتبر الخصائص غير المسببة للحساسية، واللطيفة على البشرة، والمقاومة للهب ضرورية لملابس الأطفال الحديثة.

المنسوجات المنزلية وحشوات الألعاب

• حشوات الألحفة والوسائد: يمكن استخدام ألياف PLA القصيرة المجوفة في شكلها النقي أو مزجها مع ألياف أخرى، لتحل محل الحشوات الموجودة المرتبطة بالبوليستر.
• أقمشة الفراش: أقمشة متشابكة أو مخلوطة لطيفة على البشرة، وغير مهيجة، وغير مسببة للحساسية، وتوفر ثباتًا أفضل في الأبعاد مقارنة بالأقمشة القطنية بالكامل.

المستلزمات الطبية

تُستخدم ألياف PLA في الأقنعة والملابس الواقية والشاش الطبي والضمادات والملاءات والمنتجات المضادة للبكتيريا عالية الجودة نظرًا لتوافقها الحيوي وقابليتها للتحلل البيولوجي.

تطبيقات أخرى

تجد ألياف PLA تطبيقات في مواد التعبئة والتغليف، والأقمشة الزراعية، وحواجز الرمل، وحزم المرشحات، والمواد اللاصقة للألواح الزخرفية، وغيرها.

دور شركة eSUN في تطوير ألياف PLA

أتقنت شركة eSUN تقنية إعادة التدوير الكيميائي لـ PLA وطورتها صناعياً، مما أدى إلى إنشاء سلسلة صناعية خضراء مغلقة لمنتجات ألياف PLA. يُمكّن هذا التقدم من إعادة التدوير والاستخدام الأمثل للموارد، مما يُعزز التنمية المستدامة في صناعة النسيج.

مع تزايد التركيز العالمي على المواد الحيوية، فإن ألياف PLA مهيأة لتصبح منتجًا رئيسيًا في صناعات النسيج والأقمشة غير المنسوجة في القرن الحادي والعشرين.