PEG增韧聚乳酸熔喷非织造材料的制备与性能

为了提高聚乳酸（PLA）的韧性,分别使用具备可降解特性的不同分子质量聚乙二醇（PEG）和PLA熔融共混,制得不同相对分子质量PEG的PLA/PEG共混材料。通过熔喷工艺,制备得到具有良好韧性的超细纤维熔喷非织造材料。系统探究了不同相对分子质量PEG对PLA材料的断面形貌、流动性能、热性能、结晶形貌以及对PLA熔喷非织造...     

聚乳酸非织造材料的后牵伸辅助熔喷成形工艺及其力学性能

为改善聚乳酸(PLA)熔喷非织造材料的力学性能,在PLA热力学性能实验分析的基础上,采用后牵伸辅助熔喷成形工艺一步法制备了高结晶度的PLA熔喷非织造材料,并对材料的外观形态、拉伸断裂性能和顶破性能进行分析。结果表明:PLA聚合物的玻璃化转变温度为60.69 ℃,熔点为162.6 ℃,可以很好地用于高牵伸倍率的后牵伸辅助熔喷成形;随着牵伸倍率从1.0增大到3.0,高取向纤维(取向角度≤20°)的数量占比从28%增大至100%,超细纤维(纤维直径≤3 μm)的数量占比从23%增大到67%;同时,材料的结晶度从1.22%增大到37.43%,纵向拉伸断裂强度增大到4.33 N/mm²,顶破强力增大到36.8 N,力学性能有所提升。     

氨基聚合物共混改性聚乳酸超细纤维膜的制备及染料吸附性能

为了提高聚乳酸超细纤维(PLA)对染料的吸附性能以制备高效染料吸附材料,将含有氨基活性基团的双氨基乙二醇(NH_2—PEG—NH_2)和壳聚糖(CS)分别与PLA共混静电纺丝制备超细纤维膜,研究NH_2—PEG—NH_2和CS质量分数对共混超细纤维膜的表面形貌、耐水性和染料吸附性能的影响。研究结果表明:随着NH_2—PEG—NH_2质量分数增加,NH_2—PEG—NH_2/PLA共混超细纤维表面微孔结构逐渐减少直至消失,耐水性逐渐下降,对酸性黄染料的吸附量均较小;随着CS质量分数增加,CS/PLA共混超细纤维表面光滑,耐水性下降,对酸性黄的吸附量增加。当CS质量分数达到12.5%时,CS/PLA共混超细纤维膜对酸性黄染料的吸附量显著增加,为39.8 mg/g。     

热塑性聚氨酯增韧聚乳酸及其熔喷非织造材料研究（英文）

聚乳酸(PLA)生物可降解熔喷非织造材料因其超细纤维结构和环境友好性而体现出有力的市场竞争力,但PLA由于其本身力学韧性不足,限制了拓展应用。文章以高流动性热塑性聚氨酯(TPU)为PLA的增韧材料,采用熔融共混法制备熔喷非织造用PLA/TPU复合母粒,对其相结构形态、热-结晶性能、热稳定性和晶型结构变化进行研究,进一步制备了PLA/TPU熔喷非织造材料。结果表明:PLA与TPU为不相容体系,TPU对PLA的结晶过程和晶型结构几乎无影响,但使PLA的热稳定性有所下降。TPU共混质量比在20%以内,PLA/TPU的熔喷加工性较佳,PLA/TPU熔喷非织造材料相比单一PLA熔喷材料体现出更好的强度和拉伸延展性。     

SiO2-Ag气凝胶/PLA复合熔喷非织造材料的制备及其空气过滤性能

为提升聚乳酸(PLA)熔喷非织造材料的空气过滤性能，通过溶胶-凝胶法制备出掺杂Ag的SiO₂气凝胶(SiO₂-Ag),并采用熔融共混法获得不同比例的SiO₂-Ag/PLA共混材料，经熔喷加工制备出SiO₂-Ag/PLA复合熔喷非织造材料。通过对复合熔喷材料的表面形貌、结构、空气过滤和力学性能进行表征，结果表明：SiO₂-Ag能够均匀分布于PLA基体中，随着SiO₂-Ag含量的增加，复合熔喷材料的平均纤维直径和孔径略有增大，过滤效率与拉伸强度先增加后减小，过滤阻力下降，透气率和品质因子提高。当SiO₂-Ag质量分数为3%时，SiO₂-Ag/PLA复合熔喷材料的综合性能最佳。     

表面刻蚀/聚硅氧烷修饰纯棉水刺材料的制备及其性能

针对伤口愈合中新生肉芽组织易粘连敷料引起创面二次感染的问题,通过等离子体刻蚀协同喷涂聚硅氧烷疏水改性纯棉水刺非织造材料,制备了一种具有防粘连潜力的非织造基医用敷料。采用正交试验方法,优化等离子体放电时间、等离子体放电功率及喷涂线速度工艺参数,同时对优化处理前后材料的疏水、表面形貌、化学结构、力学、防粘连、生物相容等性能进行测试与分析。结果表明：当放电时间为9 min、放电功率为25 W、喷涂线速度为5 mm/s时,纯棉水刺材料疏水效果最佳,接触角为141.1°;优化处理能有效提升材料的防粘连性能,其纵向剥离能为(350.0±29.9) J/m²,横向剥离能为(363.1±46.9) J/m²,满足医用敷料防粘连要求;同时优化处理材料溶血率小于5%,凝血功能得到明显提升且无细胞毒性,满足医用材料生物相容性要求。     

熔喷非织造用聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚酯)/聚乳酸双组分生物降解材料的可纺性能

采用熔融共混法制备了质量比为100/0、75/25、50/50、25/75、0/100的熔喷非织造用PHBV/PLA共混材料,分别采用热重分析法（TG）、熔融指数法（MFI）、热台偏光镜法（POM）和毛细管流变法对共混材料的可纺性能进行了研究,并对其初生纤维的纺丝性能给予了初步评价。研究表明：PHBV的热稳定性差、加工窗口窄且熔体流动性差,PHBV/PLA共混材料的热稳定性和熔体流动性明显改善;PHBV结晶速率快, PLA对PHBV的结晶具有稀释作用;PHBV/PLA共混物为典型的切力变稀型流体,PHBV对温度和剪切速率变化敏感度高,PHBV/PLA共混材料的表观粘度随着PLA含量的提高而有所增大,但均小于纯PLA;PHBV纤维发粘现象严重,纺丝困难,随着共混材料中PLA含量的提高,纺丝性能提高,初生纤维表面变得光滑。     

聚乳酸负载透明质酸复合电纺纤维膜的制备及性能

采用静电纺丝工艺制备不同透明质酸分子量的聚乳酸/透明质酸复合电纺纤维膜，借助扫描电子显微镜观察不同透明质酸分子量条件下的纤维形貌，分析纤维直径变化规律。吸水透气性能测试结果显示，随着透明质酸分子量的增加，复合电纺纤维膜的吸水率由78%增大到322%,透气率由8.93 L/(cm²·s)增大到15.1 L/(cm²·s)。抗菌性能测试结果表明，材料的抑菌率随着透明质酸分子量的增加从10.02%增大到44.68%。当透明质酸分子量大于20万时，聚乳酸/透明质酸复合电纺纤维膜具有抗菌作用。     

聚乳酸/聚酮共混纤维分散染料染色性能

为了改善聚乳酸(PLA)纤维的染色性能,采用分散蓝79对聚乳酸/聚酮(PLA/PK)共混纤维染色,探究了染色温度、时间、pH值等因素对染色性能的影响,分析了染色动力学与热力学行为。研究得出分散蓝79对PLA/PK共混纤维染色的优化工艺:染色温度为110 ℃,染色时间为40 min,pH值为5。结果表明:纤维染色K/S值随PLA/PK共混纤维中PK含量的增加而略有提升,共混纤维染色的耐摩擦色牢度和耐皂洗色牢度保持在3级以上;与纯PLA纤维相比,分散蓝79染料在PLA/PK共混纤维(4%PK)上的平衡吸附量增大,半染时间缩短,扩散系数增大,具有比聚乳酸更好的染色性能;通过拟合计算发现分散蓝79染料对纯PLA纤维、PLA/PK共混纤维(4%PK)的吸附等温线为Nernst与Langmuir复合型曲线。     

聚乳酸/壳聚糖/Fe3O4超细纤维膜对酸性蓝MTR的吸附性能及机制

为制备易回收、可生物降解的染料吸附材料,将聚乳酸(PLA)、壳聚糖(CS)和四氧化三铁(Fe₃O₄)共混溶于三氟乙酸(TFA)溶液中,通过静电纺丝技术制备得到PLA/CS/Fe₃O₄超细纤维膜,研究了PLA/CS/Fe₃O₄超细纤维膜的表面形貌、孔隙结构、表面元素及其对酸性蓝MTR的吸附动力学和吸附机制。结果表明:PLA/CS/Fe₃O₄超细纤维内外均有孔隙结构,纤维的直径为(158±81) nm,比表面积为14.7 m ²/g,平均孔径为15.6 nm,且共混静电纺丝并未改变CS中C—NH₂和Fe₃O₄中Fe元素的化学状态;PLA/CS/Fe₃O₄超细纤维膜对酸性蓝MTR的平衡吸附量为156 mg/g,吸附动力学实验数据与Lagergren准二级吸附动力学模型吻合较好,表现为化学吸附机制。     

熔喷聚乳酸/聚偏氟乙烯电晕驻极空气过滤材料电荷存储与过滤性能相关性研究

针对空气颗粒物污染问题,为实现对空气中PM_2.5以及其它有害颗粒物的高效过滤,从而达到保护人体生命健康的目的,将介电性与极性良好的聚偏氟乙烯(PVDF)与生物可降解的聚乳酸(PLA)熔融共混,并经过熔喷纺丝工艺结合电晕驻极,制备出具有纤维直径细、孔径小、过滤效率高、过滤阻力低的环境友好型驻极体空气过滤材料。通过系统研究PVDF对PLA电晕驻极体空气过滤材料的结晶行为、电荷存储性能及其机制与过滤性能之间的关系,发现PVDF的引入对PLA/PVDF熔喷非织造布纤维的结晶性能具有重要影响,可使PLA结晶速度加快,结晶度增加。PLA/PVDF电晕驻极熔喷布的初始表面静电势高达3 kV以上,热刺激放电测试峰值更高,电荷存储量有明显提升。特别地,在85 L/min纺丝流速下测试,PLA/PVDF单层电晕驻极熔喷非织造布过滤性可达85%,过滤阻力小于40 Pa,相较于未添加PVDF的电晕驻极熔喷非织造布过滤效率提升20%以上;探讨了电晕驻极后PLA/PVDF熔喷非织造布的电荷存储机制,发现PLA/PVDF熔喷非织造布的电荷存储性能提升最终使过滤性能提高。     

仿生水平分支结构聚乙二醇/聚丙烯超细纤维制备及其液体水平扩散性能

为增强熔喷超细纤维材料的液体水平扩散性能,以聚乙二醇（PEG）和聚丙烯（PP）为原料,从仿生角度制备了具有水平分支结构的PEG/PP熔喷超细纤维材料,并对样品中纤维的直径分布、排列形态、上下表面润湿时间,以及水痕扩散面积进行测试。结果表明：不同细度的纤维在水平方向上随机分布,并呈现多根纳米纤维搭接于单根超细纤维的状态,形成仿生分支状网络结构;其中,直径2 000 nm以上的纤维形成一级子分支,800~2 000 nm超细纤维构成二级子分支,800 nm以下的纳米纤维组成三级子分支;三级子分支网络密度可以通过增大PEG比例（0%~20%）和熔体纺丝温度（230~250℃）从1.86到4.20调控;上下表面润湿时间和水痕面积受三级子分支网络密度的影响较大,上表面浸润时间随三级子分支网络密度的增加可从3.234 s降低到2.215 s。     

纺粘非织造用聚乳酸/聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚酯)的可纺性

为获得高质量的聚乳酸/聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚酯)(PLA/PHBV)双组分生物降解纺粘非织造材料,对PLA/PHBV母粒的相对分子质量及分布、熔体指数、热力学、结晶和流变性能进行了研究,并对PLA/PHBV纺粘纤维的热力学和结晶性能进行了探讨。结果表明:PLA/PHBV母粒重均分子质量约为120 000,分布指数为1.99;热失重起始热分解温度为285℃,适宜纺粘非织造挤出加工,合适的纺粘加工温度约为210℃。PLA/PHBV熔体在剪切速率小于1 000 rad/s时,表观黏度对剪切速率变化敏感;熔体对温度的敏感程度随着剪切速率的增大而降低。纺粘加工工艺对PLA/PHBV原料的热力学和结晶性能影响显著。与PLA/PHBV母粒相比,纺粘纤维结晶度下降明显,但非晶区取向程度提高。     

PLA表面温敏性互穿网络水凝胶的UV接枝及其透湿性

为制备一种温度响应型智能调湿织物,采用丙烯酸间苯二酚二缩水甘油酯在聚乳酸(PLA)非织造布表面通过热处理引入不饱和双键,在紫外光照射下引发聚丙烯酰胺/聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PAAM/PNIPAAM)互穿网络水凝胶体系接枝于PLA非织造布表面。分析接枝后织物的化学结构、形貌,探究PNIPAAM用量在不同温度下对织物透湿性的影响。结果表明,PLA非织造布表面不饱和双键预处理-紫外光接枝两步法可以成功实现温敏性互穿网络水凝胶与PLA非织造布的接枝,所构建的织物表面具有丰富的孔隙结构,互穿网络中PNIPAAM质量分数为4.5%、AAM质量分数为10%时,接枝织物在24℃下的透湿量为1731 g/(m²·d),在38℃下的透湿量高达3601 g/(m²·d),赋予PLA非织造布温度可控的智能透湿性能,将其应用于伤口敷料领域可在低温低透湿性时保持伤口湿润、高温高透湿性时降低创面温度。     

PLA/PHBV共混纤维结构及其低温染色性能

将3-羟基丁酸3-羟基戊酸共聚酯(PHBV)与聚乳酸(PLA)共混纺丝得到PLA/PHBV共混纺丝纤维。测定了PLA/PHBV纤维的拉伸性能和热性能,并选用低温型、中温型和高温型分散染料进行染色,研究PLA/PHBV纤维的低温染色性。结果表明,PLA/PHBV纤维的拉伸断裂强度、断裂延伸率都低于PLA纤维,但都在普通纺织品用纤维的可接受范围内,而模量的降低却提升了纤维手感的柔软性。PLA/PHBV纤维的玻璃化温度比PLA降低6℃左右。选用的9只分散染料可在90~100℃条件下对PLA/PHBV纤维进行染色,上染率超过70%,染色牢度均达到3级以上。     

聚丙烯/聚酯双组分微纳米纤维熔喷非织造材料制备及其性能

针对聚丙烯(PP)超细纤维材料韧性不足的问题,以聚酯(PET)和PP为原料,采用共混熔喷法制备了PP/PET双组分微纳米纤维熔喷非织造材料,研究了PP/PET双组分聚合物熔体的流动指数和热性能,并对制备样品的形貌特征和柔韧性进行分析。结果表明:样品形貌为典型的熔喷非织造材料结构特征,细纤维与粗纤维在水平方向上交错排列形成叠合形态;且随PET质量分数从8% 增大到15%,纤维的平均直径从5.52 μm逐渐降低到3.61 μm;在双组分纤维内,PET与PP之间有清晰相界面,且PET以直径为10~100 nm的微纤形式存在;样品的韧性得分随着PET质量分数的提高从29.91增到35.20。     

丙烯基纳微米弹性过滤材料的熔喷成型及其过滤性能

为增强聚丙烯(PP)熔喷非织造材料的弹性以解决其用于过滤材料脆性大、抗拉性差的不足,以共混熔喷法制备了以丙烯基弹性体(PBE)为增强基的PBE/PP基纳微米纤维材料,测试了PBE/PP共混体系的热性能和熔体流变特性,分析了PBE质量分数和熔喷工艺对样品弹性和过滤性能的影响。结果表明,随着PBE用量增加到85%,该共混体系的熔融峰值从173.6 ℃降低到165.1 ℃,结晶度从39.0% 逐渐降低到9.8%;纤维直径在0.4~16 μm 之间呈现二值化分布特性,并且细纤维穿插与粗纤维间以组成立体迂曲的“嵌入”形态;随着PBE的质量分数增大到85%,纤维直径小于2 μm的纤维数量占比增大到68.3%,纵、横向弹性回复率分别增大到81.8%和79.1%,进而样品的过滤效率增大约1.8 倍,静水压增大到 4 699.6 Pa。     

PLGA/PLA共混纳米纤维膜的结构与性能

 为制备组织工程支架材料,以具有优异生物相容性的PLGA和PLA为原料,通过静电纺丝法制备PLGA/PLA共混纳米纤维膜。通过扫描电镜、流变仪、TG-DSC热分析和电子强力仪测定共混纳米纤维膜的形貌结构、微细结构和力学性能。结果表明：通过静电纺丝法可成功制备PLGA/PLA共混微、纳米级纤维膜。随着PLA共混比例的提高,纺丝液的黏度逐渐提高,使得纳米纤维的直径增大、分布均匀、孔径增大、孔隙率减小;热分析结果表明随着PLA共混比例的增大,支架的结晶度和结构稳定性提高;随着PLA共混比例的增加,支架的断裂强度增加,伸长减小;可通过调节PLGA和PLA的共混比例达到调控支架材料的结构与性能,以满足不同组织工程支架的要求。     

熔喷用麦饭石/聚乳酸共混材料的制备及其性能

为了探究熔喷用麦饭石/聚乳酸共混材料的结构与可加工性，采用三乙氧基甲基硅烷(Methyltriethoxysilane, MTES)对麦饭石(Medical stone, MS)进行表面改性，并以改性麦饭石(MTES-MS)为填料，以聚乳酸(Polylactic acid, PLA)为基体，通过熔融共混工艺制备出不同质量比的MTES-MS/PLA共混材料。通过对共混材料的截面形态、结晶结构、热稳定性和力学性能等进行表征和分析。结果表明：MTES-MS与PLA基体有良好的界面相容性；MTES-MS的加入对PLA的玻璃化转变温度和结晶结构的影响不大，但会使其结晶度和热稳定性有所上升；随着MTES-MS质量分数的增加，在同一温度下，共混材料的熔体流动速率(Melt flow rate, MFR)随之降低，流动性变差，但仍满足熔喷可纺性的要求；而MTES-MS/PLA共混材料的纵向拉伸强度和断裂伸长率先增大后减小，当MTES-MS的质量分数为7%时，共混材料的力学性能较优，相比于纯PLA,共混材料的纵向拉伸强度提升了76.17%,纵向断裂伸长率提升了70.79%。     

壳聚糖/蜂蜡改善纸基材料水蒸气和氧气阻隔性能研究

围绕壳聚糖(CS)和蜂蜡(Wax)在改善纸基材料气体(水蒸气和氧气)阻隔性能方面开展研究,探讨了蜂蜡添加量及其与壳聚糖的复合方式(共混和分层)对纸基材料阻隔性能和涂层热稳定性能的影响。结果表明,涂布纸的水蒸气透过量随蜂蜡添加量的增加而降低,当蜂蜡添加量为15%时,在50%RH (相对湿度)条件下,分层涂布纸和共混涂布纸的水蒸气透过量分别降至21.87和24.13 g/(m²·d),与纯壳聚糖涂布纸相比,分别降低了80.3%和78.2%,分层涂布纸与共混涂布纸的水蒸气透过量差异不大;在75%RH条件下,分层涂布纸(163.69 g/(m²·d))和共混涂布纸(242.24 g/(m²·d))的水蒸气透过量与纯壳聚糖涂布纸相比,分别降低了79.4%和69.5%,而与共混涂布纸相比,分层涂布纸的水蒸气透过量降低了32%。共混涂布纸和分层涂布纸的氧气透过量随着蜂蜡添加量的增加而增大,当蜂蜡添加量为15%时,分层涂布纸和共混涂布纸的氧气透过量仍低至70.19和101.75 cm³/(m²...