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。     

熔融纺聚乳酸/聚丙烯纤维的制备及其性能

为提高聚乳酸(PLA)纤维的力学性能,采用聚丙烯(PP)与聚乳酸(PLA)通过熔融纺丝制备PLA/PP纤维,并借助差示扫描热量仪、热重分析仪、万能材料测试仪、纤维双折射仪对其热学性能、热稳定性、拉伸性能和纤维取向度进行表征。结果表明:PP的引入对PLA的玻璃化转变温度和熔融温度没有显著影响,但促进了PLA的结晶,结晶度提高了585.9%;随着PP质量分数的增加,PLA的热稳定性降低(特别是在初始分解阶段),但其残炭率提高,同时PLA/PP共混纤维的取向度提高,力学性能得到改善;当PP质量分数为20%时,PLA/PP共混纤维的取向度、断裂强度和断裂伸长率分别提高了55.6%,98.2%和44.4%。     

高熔融指数聚乳酸母粒的制备及其熔喷材料的可纺性

为制备综合性能优异的聚乳酸(PLA)熔喷非织造材料,探究不同熔融指数PLA母粒对其熔喷可纺性的影响。以纺丝级PLA为原料,采用催化降解法分别设计制备了熔融指数为200、400、600、1 000、1 400 g/(10 min)的PLA母粒,对其分子质量及其分布、流变性能、结晶性能以及热稳定性进行研究;然后进一步制备不同熔融指数的PLA熔喷材料,分析其形貌结构、纤维直径、力学性能。结果表明：随着熔融指数的升高,PLA熔喷母粒的重均分子量从75 566 g/mol降低到29 857 g/mol,分子质量分布变宽,而玻璃化转变温度、热结晶性能及热稳定性无明显变化;随着熔融指数的升高,熔喷纤维的直径逐渐减小,纤维直径为0.5～7μm,且熔喷材料的纵、横向断裂强度显著降低;当PLA熔喷母粒的熔融指数在400～600 g/(10 min)之间时,熔喷材料的可纺性和力学性能最佳。     

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。     

增强增韧聚乳酸纤维的制备及其性能

为增强增韧聚乳酸纤维,采用聚酰胺（PA）与聚乳酸（PLA）制备了PLA/PA 共混纤维,并对其热学性能、结晶、热稳定性、PA 的分散性以及PLA/PA共混纤维的力学性能进行了研究。研究结果表明：PA的加入对PLA 的玻璃化转变温度及熔融温度没有显著影响,但改善了PLA的结晶行为,结晶度提高了51.6%;PLA 热稳定性随着PA 含量的增加而提高;PA在PLA 中分散均匀;随着牵伸倍数的增加,PLA/PA 共混纤维的取向度提高,力学性能得到改善,当牵伸倍数从1.5增加到3.0 时,取向度提高了30.88%,同时纤维的断裂强度提高了48.58%;当ＰＡ 质量分数为1%和20%时,PA/PLA共混纤维的断裂强度分别提高了8.6%和25%,断裂伸长率分别提高了10.9%和55.9%。     

弹性体对棉秆纤维/PLA复合材料的增韧研究

以棉秆纤维为增强材料、聚乳酸(PLA)为基体材料及不同质量分数的聚氨酯热塑性弹性体(TPU)和聚烯烃弹性体(POE)分别为增韧剂,通过熔融共混的方式制备棉秆纤维/PLA复合材料,然后测试复合材料的力学性能,并观察其断裂形貌,探讨弹性体对棉秆纤维/PLA复合材料的力学性能的影响。结果显示,POE的增韧效果优于TPU,当POE的质量分数为8%时,棉秆纤维/PLA复合材料的冲击强度达到0.77 J/cm2、弯曲强度达到114.729 MPa,分别比未添加弹性体时提高250.00%、95.88%。     

玄武岩织物增强聚乳酸复合材料的制备及其拉伸断裂性能

为提高聚乳酸复合材料的力学性能,以玄武岩织物(BF)为增强材料,聚乳酸(PLA)为基体材料,采用真空灌注法制备玄武岩织物增强聚乳酸复合材料。研究了偶联剂KH550质量分数、铺层层数、铺层角度对BF/PLA复合材料拉伸断裂性能的影响,并借助扫描电子显微镜对复合材料拉伸实验后的断裂形貌图进行分析。结果表明:随着KH550质量分数的增加,BF/PLA复合材料的拉伸断裂强度出现先增大后减小的趋势,且KH550质量分数为3%时处理效果最佳,此时复合材料的拉伸断裂强度提高到82 MPa,且断面整齐;玄武岩织物铺层角度为0°和90°时,复合材料的拉伸断裂性能较优,45°铺设时最差,且拉伸实验后层间分离现象明显;在一定范围内复合材料的断裂强度随玄武岩织物铺层层数的增加而增加。     

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/芦荟苷共混纤维的制备及其性能测试

以聚乳酸(PLA)为基体,选择芦荟苷(LHG)作为天然抗菌活性成分,通过熔融共混制得PLA/LHG共混切片。以共混切片为原料进行熔融纺丝制得PLA/LHG共混纤维,对其微观形貌、力学性能和抑菌性能等进行检测分析。试验结果表明：LHG会使PLA更难结晶;除LHG质量分数为2.0%的共混纤维外,PLA/LHG共混纤维的力学性能均优于纯PLA纤维,当LHG质量分数为0.5%时,共混纤维的强度最高,为391 MPa,较纯PLA纤维大42 MPa;但随着LHG质量分数的增加,共混纤维的力学性能逐渐降低;PLA/LHG纤维具有较好的抗菌性能,当LHG质量分数为2%时,共混纤维对大肠埃希菌和金黄葡萄球菌的抑菌率分别为80.2%和84.4%。     

可降解聚乳酸熔喷非织造材料的制备与研究

为提高可降解聚乳酸(PLA)熔喷非织造材料的过滤效率和电荷存储稳定性,改善其正常使用过程中的尺寸稳定性,以PLA-6252D为基础原料,通过添加一定质量分数的可生物降解的驻极母粒和稳定剂,制备了4种可降解PLA熔喷非织造材料,测试并分析了外观及基本物理性能、过滤性能、热收缩性能。结果表明：可降解纯PLA熔喷非织造材料驻极后滤效较驻极前的提升了一倍之余,但电荷存储稳定性差,纵向热收缩率高达31.3%;添加5%(质量分数)可生物降解驻极母粒可以改善可降解PLA熔喷非织造材料的驻极性能和电荷存储稳定性,且热收缩性能较可降解纯PLA熔喷非织造材料稍有改善;掺配5%(质量分数)可生物降解稳定剂能在一定程度上改善可降解PLA熔喷非织造材料的热稳定性,但不能兼顾驻极效果;当添加的可生物降解稳定剂的质量分数达10%时,纺丝性能受到影响。     

二氧化硅气凝胶/聚丙烯熔喷非织造材料的制备及性能研究

通过熔喷非织造技术制备了一定质量比(1/100、2/100、3/100)的二氧化硅(SiO_2)气凝胶/聚丙烯(PP)熔喷非织造材料,采用扫描电镜、X射线衍射仪、万能材料试验机、透气量仪及滤料试验系统测试分析该非织造材料的结构形貌、结晶性能、晶型结构、力学性能、透气性、过滤性能等性能,结果表明:通过SiO_2气凝胶改性的熔喷非织造材料的纤维直径增大,纤维网结构疏松;其熔喷材料结晶度提高,但晶型较改性前并未改变;其透气率增高,SiO_2气凝胶/PP熔喷非织造材料的过滤效率相比单一PP熔喷非织造材料提高了约50%,但随着SiO_2气凝胶添加量增加,其拉伸力学性能有所下降。     

聚乳酸超细纤维敷料的熔喷成形工艺及其快速导液特性

为拓展聚乳酸(PLA)超细纤维非织造材料在医用敷料领域的应用,以聚乙二醇(PEG)、十二烷基硫酸钠(SDS)共混改性PLA为原料,利用熔喷非织造成形方法制备PLA/PEG/SDS超细纤维材料,并对其结构和导液特性进行测试与分析。结果表明：随着SDS质量分数由0%增大到1.5%,PLA/PEG/SDS共混聚合物的冷结晶温度从116.02℃降至93.58℃(降低约23.9%),熔融温度从164.10℃降至150.58℃(降低约8.9%);材料中超细纤维(纤维直径<5μm)的数量占比从0%增大至57%,同时5μL水的浸没时间从0.24 s降低至0.06 s,液体扩散面积从36.05 cm²增大至78.26 cm²,吸水速率从4.38%/s提升至9.15%/s,液态水分扩散速率从2.21 mm/s提升至8.34 mm/s,表明液体导液特性有所提升,可用做敷料和补片等医用护理材料的基材。     

PLA/苎麻与PVA/苎麻复合材料的制备及其力学性能研究

采用碱-硅烷偶联剂表面复合改性处理,以苎麻织物作为增强材料,分别以聚乳酸(PLA)和聚乙烯醇(PVA)为基体,经过层合热压制备出环保的苎麻织物增强复合材料,对其进行拉伸、弯曲测试,并用SEM进行表征。结果表明,PLA/苎麻、PVA/苎麻复合材料拉伸强度、弯曲强度相比未经表面改性处理复合材料,其提高幅度分别为44.42%、31.45%、35.88%、18.47%。PLA/苎麻、PVA/苎麻增强复合材料纬向拉伸强度和弯曲强度大于经向;SEM结果表明:改性处理后,苎麻纤维表面干净、杂质少,复合材料的界面结合效果较好。PLA基体相较于PVA对苎麻的浸润效果较好。拉伸断裂方式均为韧性断裂,断口参差不齐。     

碳纤维/聚丙烯/聚乳酸增强复合材料的力学性能

为在不改变碳纤维/聚丙烯(PP)复合材料力学性能前提下,降低复合材料中PP含量以减轻环境降解压力,通过在碳纤维/PP复合材料树脂体系中掺杂可降解的聚乳酸(PLA)形成共混树脂体系,并经热压成型制备碳纤维增强共混树脂复合材料。探究了PLA、PP共混体系质量比对复合材料冲击、弯曲和拉伸性能的影响。结果表明:随着树脂体系中PLA质量分数的增加,复合材料的冲击强度和弯曲强度都呈先降低后升高、再降低的趋势,拉伸强度呈现先升高后降低的趋势;当PLA质量分数为60%时,复合材料的冲击强度和弯曲强度最高,分别为21.8 k J/m²和112.5 MPa,拉伸强度为37.2 MPa,复合材料的综合物理力学性能最优,与未添加PLA的复合材料的力学性能相近。     

聚乳酸/百里酚抗菌纤维的制备与性能

为开发一种绿色环保可降解的抗菌纤维，将具有良好生物可降解性的聚乳酸(PLA)与天然抗菌剂百里酚采用温控共混装置混合均匀后，利用熔融纺丝法制备PLA抗菌纤维。借助扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、 X射线衍射仪、单纤维强力测试仪及综合热分析仪等研究了不同质量分数百里酚对PLA抗菌纤维表观形貌、化学结构、结晶结构、热学以及力学性能的影响，并利用振荡烧瓶法测试纤维的抗菌性能。结果表明：在成纤过程中，百里酚会附着在纤维外表面发挥抗菌作用；随着百里酚质量分数的增加，PLA抗菌纤维的热分解温度和熔融温度逐渐降低，断裂伸长率先增加后缓慢减小，最高可达320.98%,是纯PLA纤维的50～90倍；另外，随着百里酚质量分数的增加，PLA抗菌纤维的结晶度逐渐增大；当百里酚质量分数大于15%时，PLA抗菌纤维的抑菌率达到99.99%以上，可完全抑制金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的生长。     

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。     

明胶/L-聚乳酸共混膜的制备与性能表征

L-聚乳酸(PLLA)和明胶共混改性后成膜,分析了共混膜的热性能、力学性能、形貌和亲水性。试验结果表明:明胶与PLLA共混对PLLA的热性能影响较小;当共混膜中明胶质量分数<20%时,可使共混膜保持较好的力学性能;加入甘油可降低共混膜的Tg,并提高其断裂伸长率,起到了一定的增塑作用;聚乳酸与明胶共混后可增加聚乳酸膜的亲水性并降低明胶膜的亲水性,明胶/PLLA共混膜为疏松多孔的结构。     

聚乳酸基生物可降解熔喷非织造材料的研究进展与展望

聚乳酸(PLA)基熔喷非织造材料存在柔韧性不足、驻极耐久性差、功能性单一等问题,限制了其作为高性能吸附与过滤材料的应用和发展,本文全面总结了PLA基熔喷材料在原料设计、加工成形及应用方面的研究进展。介绍了PLA基熔喷材料的加工成形方法及其改性,主要包括母粒改性(共聚/嵌段、增强增韧、功能性改性等)和后整理改性(静电驻极整理和功能整理);阐述了PLA基熔喷材料在空气过滤、医疗防护、卫生保健、组织工程、清洁擦拭、吸油、保暖领域的典型应用。最后,对PLA基熔喷材料的纤维微纳化、多组分化、复合化、耐静电驻极化、功能和智能化发展方向进行了展望,为PLA基熔喷材料的高质化和高值化发展提供理论和技术参考。     

聚乳酸基生物可降解熔喷非织造材料的研究进展与展望

聚乳酸(PLA)基熔喷非织造材料存在柔韧性不足、驻极耐久性差、功能性单一等问题,限制了其作为高性能吸附与过滤材料的应用和发展,本文全面总结了PLA基熔喷材料在原料设计、加工成形及应用方面的研究进展。介绍了PLA基熔喷材料的加工成形方法及其改性,主要包括母粒改性(共聚/嵌段、增强增韧、功能性改性等)和后整理改性(静电驻极整理和功能整理);阐述了PLA基熔喷材料在空气过滤、医疗防护、卫生保健、组织工程、清洁擦拭、吸油、保暖领域的典型应用。最后,对PLA基熔喷材料的纤维微纳化、多组分化、复合化、耐静电驻极化、功能和智能化发展方向进行了展望,为PLA基熔喷材料的高质化和高值化发展提供理论和技术参考。