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。     

静电纺纳米PVDF/熔喷PLA复合材料的驻极及过滤性能研究

通过静电纺丝方法制备纳米聚偏四氟乙烯(PVDF)/熔喷聚乳酸(PLA)复合材料,再采用外置式电晕放电法对纳米PVDF/熔喷PLA复合材料进行驻极处理.对驻极前后的纳米PVDF/熔喷PLA复合材料的表面静电位、过滤效率及过滤阻力等进行测试,并研究相对湿度对驻极纳米PVDF/熔喷PLA复合材料表面静电位稳定性的影响.结果 表明:随着电晕放电时间的增加,纳米PVDF/熔喷PLA复合材料表面静电位先逐渐增加后又呈下降的趋势.驻极处理后复合材料的过滤效率显著提高,过滤阻力变化不显著.驻极复合材料表面静电荷在较高相对湿度环境中的衰减速度高于在较低相对湿度环境中.驻极纳米PVDF/熔喷PLA复合材料在各种相对湿度环境中存储30 d后,其过滤效率仍高于未驻极的复合材料.     

驻极处理对聚乳酸熔喷材料性能的影响

采用生物可降解性聚乳酸（PLA）为原料,采用熔喷工艺开发一种高性能过滤材料,并利用外置式电晕放电技术对材料进行驻极处理。分析讨论了驻极电压、驻极时间以及两电极之间距离等工艺参数对材料的表面电位、透气性及过滤性能的影响。采用扫描电子显微镜观察了驻极处理后PLA熔喷材料表面形貌结构的变化。结果表明：驻极后PLA熔喷材料表面粗糙度增加;材料在驻极电压增加过程中出现反极性充电现象。随着驻极电压和时间的增加,材料表面静电电位逐渐增加,然后又呈现下降的趋势。驻极处理后材料的透气性未出现显著变化;过滤效率显著提高。     

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。     

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。     

用于高效空气过滤器的过滤介质的研究

对驻极熔喷材料、超细玻璃纤维纸、ePTFE薄膜和静电纺纳米纤维网等过滤介质进行了有关高效空气过滤(HEPA)性能的实验。研究结果表明,在达到相同HEPA过滤要求时,驻极熔喷材料的压降比其他材料的压降低很多;对空气中含有的不同微粒各过滤介质的过滤效率和压降呈现出不同的变化趋势。     

驻极工艺对PP熔喷非织造过滤材料静电性能的影响

文章采用电晕充电对聚丙烯熔喷非织造过滤材料进行驻极处理,通过单因子试验和正交试验,研究了充电电压、充电时间、充电距离、环境湿度等因素对聚丙烯熔喷非织造过滤材料驻极后静电性能的影响。     

水驻极聚丙烯熔喷非织造材料的制备及其带电特性分析

为深入探究水驻极熔喷非织造材料的带电特性,制备了水驻极聚丙烯熔喷非织造材料,研究了水质电导率与烘燥温度对材料过滤性能的影响,利用原子力显微镜、静电电位测试仪分析了水驻极熔喷非织造材料带电特性,并探究了水驻极对电晕充电熔喷非织造材料带电和过滤性能的影响。结果表明:水质的电导率越小,所得熔喷非织造材料的过滤效率越高,而烘燥温度对材料基本性能和过滤性能无明显影响。水驻极使熔喷非织造材料同时带有正电荷和负电荷,其表面静电势是各层纤网静电势叠加的结果。推测认为,呈正电、负电或者中性的雾状水射流与纤维摩擦过程发生电子转移和离子转移,从而使材料驻极带电。     

熔喷过滤材料驻极技术的研发进展

驻极是提高熔喷过滤材料过滤性能的重要手段。熔喷过滤材料的驻极效果主要取决于驻极添加剂和驻极工艺。分析总结了熔喷过滤材料常用驻极添加剂的种类、制备方法和性能,指出了电晕驻极和水驻极两种驻极工艺的原理和特点,为高性能熔喷过滤材料的研发提供技术参考。     

基于受阻胺类光稳定剂的熔喷驻极体材料研究

为解决熔喷驻极体材料驻极稳定性差而导致过滤效率下降的问题,将受阻胺类光稳定剂(CB944)作为驻极添加剂,经与聚丙烯造粒处理,采用熔喷和驻极工艺制成聚丙烯熔喷驻极体材料,同时选用商用驻极母粒(HDET1200MB)制备聚丙烯熔喷驻极体材料,并对两者的相关性能进行测试和比较。研究结果表明:当CB944质量分数为0.1%~1%时,对聚丙烯熔喷驻极体材料的表面形态、纤维直径、孔径及其分布、透气性和过滤阻力等无明显影响;受阻胺和商用驻极母粒均可以提高聚丙烯熔喷驻极体材料的驻极稳定性和过滤性能稳定性;在相同处理条件下,普通聚丙烯熔喷驻极体材料、含CB944聚丙烯熔喷驻极体材料和含HDET1200MB聚丙烯熔喷驻极体材料的过滤效率分别下降10.35%、5.75%和2.66%。     

防护口罩用非织造滤料的制备技术与研究现状

为深入了解防护口罩用非织造滤料的研究现状,分别介绍了纺粘非织造滤料、针刺非织造滤料和熔喷非织造滤料的应用基础与制备技术。归纳了电晕驻极技术、水驻极技术和热空气驻极技术的原理与特点,针对性地阐述了三类非织造过滤材料和驻极处理技术的国内外最新研究进展。分析了聚合物改性技术、驻极处理技术对非织造滤料过滤性能的影响。认为防护口罩用非织造滤料及其制备技术未来的研究方向是聚合物的改性技术、新材料的高速成网技术和驻极处理技术,并需完善相应的评价标准体系。     

高效低阻空气过滤材料研究进展

目前,空气过滤材料多存在过滤效率与过滤阻力不平衡的问题。为进一步提高其品质因子,以近年来国内外纳米纤维膜、熔喷过滤材料以及耐高温针刺过滤材料的相关研究为基础,阐述了驻极体过滤材料、微纳结构过滤材料以及梯度结构化和后整理方法提高空气过滤材料过滤效率的研究进展;分析和讨论了驻极体材料电荷储存能力的影响因素以及不同空气过滤材料的驻极类型;系统总结了微纳结构材料的制备方法,比较了梯度结构化和后整理等方式提高材料过滤效率的优缺点。认为空气过滤材料的驻极化与微纳结构化将会是研究热点,在今后的空气净化领域应用中具有极大的发展空间。     

纺粘-熔喷复合材料的加工与应用

纺粘-熔喷复合材料可以采用在线复合和离线复合两种加工方法制得,产品既具有纺粘非织造布的高度和耐磨性,又兼有熔喷非织造布的良好的过滤性能、保温性能和导湿性能,其应用范围广泛.纺粘-熔喷复合材料将向更轻薄、更宽幅,提高生产速度、降低纤维纤度和使用新型聚合物原料的方向发展.     

熔喷聚乳酸非织造材料工艺与过滤性能研究

通过实验和分析,证明了聚乳酸在熔喷工艺上应用的可行性,并通过优化工艺参数研制出过滤性能良好的熔喷聚乳酸非织造材料,讨论了主要工艺参数(气流速度、接收距离以及驻极)对熔喷聚乳酸非织造材料过滤性能的影响。     

聚乙烯三氟氯乙烯熔喷非织造材料的制备及其过滤性能

为制备耐高温熔喷过滤材料以应对高温工业粉尘的污染问题,研究了聚乙烯三氟氯乙烯(ECTFE)的热性能、动态热机械性能、流变性能以及形貌,并选取合适的工艺参数成功制备得到ECTFE熔喷非织造材料,对ECTFE熔喷非织造材料的结构与高温处理下的过滤性能进行表征,结果表明：ECTFE熔喷非织造材料纤维网中的纤维呈现随机交错、缠绕排列,其纤维直径分布在4～12μm,平均直径约为7.12μm,其孔径主要分布在45～55μm;当将ECTFE熔喷非织造材料从150℃预加热到210℃并用于过滤后,其对PM₁₀的过滤效率均保持在99.96%,而对PM_2.5和PM₅的过滤效率随着ECTFE熔喷非织造材料预加热温度的升高逐渐降低,但仍能够保持在55.16%以上。     

熔喷法非织造技术的特点与发展趋势

简要介绍了熔喷法非织造技术的工艺流程及特点,概述了熔喷法在新型原料开发、设备改进、纺粘/熔喷复合工艺、纤维细旦化和双组分技术等方面的进展情况和发展趋势,指出熔喷法非织造布在新的应用领域的拓展有赖于原料、技术和设备的不断创新与发展。     

熔喷法非织造布的应用与开发

利用熔喷法非织造布纤维细、柔软、透气性好、过滤效率高的特性,开发了吸油材料、医卫材料、超细绒保暖絮材、过滤材料、电池隔板等产品.