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可降解聚乳酸熔喷非织造材料的制备与研究

材料写作网时间: 2022-12-04 08:15:10 阅读:次

梁荷叶陈致帆

1.内蒙古浦景聚合材料科技有限公司，内蒙古包头 014060；
2.上海精发实业股份有限公司，上海 201505

熔喷非织造材料中纤维直径一般在5.000 μm左右，其较大的比表面积有利于颗粒物的吸附，错综复杂的纤维网络结构有利于形成较小的孔径和较高的孔隙率，有利于拦截粉尘颗粒和细菌，且驻极处理后材料可获得高效低阻的效果[1-3]。因此，熔喷非织造材料被广泛用于医卫防护、空气净化、吸声降噪和保暖隔热等领域[4-6]。2020年一场突如其来的疫情将口罩用熔喷非织造材料推上了浪潮，口罩产能一时之间井喷式爆发，以满足抗疫的需要。但口罩的原料多采用石油基聚合物””聚丙烯(PP)纤维，其属于不可再生资源，且在自然环境下无法分解为CO2和水[7]。据海洋保护组织Oceans Asia的报道，2020年至少有15.6亿只口罩流入海洋，口罩带来的生态环境问题正一步步显现[8]。

为贯彻国家发改委公布的《关于进一步加强塑料污染治理的意见》文件，加大可降解材料的研发力度，近年聚乳酸(PLA)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚乙醇酸(PGA)、聚羟基脂肪酸(PHA)、聚己内酯(PCL)等可降解聚合物材料纷纷涌入大众的视野[9-10]。2020年，恒天长江以具有生物降解特性的PLA为原料，研发出了符合GB/T 32610”2016《日常防护型口罩技术规范》的全生物可降解口罩，只是后来市面上未见其大量出售。同年，北京化工大学王朝副教授课题组联合彤程新材料集团研发团队，首次合成了可生物降解的、熔体质量流动速率即熔融指数高达1 200 g/(10 min)的改性PBAT熔喷料，并经过全链条式攻关，最终研制出罩体材料可在堆肥条件下生物降解的新一代民用口罩，但后续也未见有产业化报道。由此可见，可降解熔喷非织造材料的研发大多处于实验室阶段。

PLA熔喷非织造材料静电衰减快速，加之热稳定性和韧性差等问题限制了其广泛的运用[11-13]。PBS原料纺丝性能良好，但价格带来的生产成本问题令众多企业望而却步[14-15]。本文将采用熔融共混纺丝技术，在可生物降解的PLA-6252D树脂原料中掺配一定质量分数的可生物降解驻极母粒及可生物降解稳定剂，制备高效低阻的可降解PLA熔喷非织造材料，改善熔喷非织造材料的热稳定性问题，以期为开发可降解医卫材料提供参考。