韓萬(wàn)里，楊利宏，王茹飄，邢聰驄，顧建，陳波波

（嘉興學(xué)院材料與紡織工程學(xué)院，浙江嘉興 314001）

PLA微納米纖維復(fù)合過(guò)濾非織造布的制備與性能*

韓萬(wàn)里，楊利宏，王茹飄，邢聰驄，顧建，陳波波

（嘉興學(xué)院材料與紡織工程學(xué)院，浙江嘉興 314001）

通過(guò)液噴側(cè)吹紡絲方法制備了聚乳酸（PLA）微納米纖維和PLA/聚丙烯（PP）熔噴復(fù)合過(guò)濾非織造材料，探討了液噴工藝參數(shù)對(duì)PLA微納米纖維直徑和分布的影響，并對(duì)不同制備條件下的PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布的力學(xué)性能、透氣性及過(guò)濾性能進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明，在PLA溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%，風(fēng)壓為0.3 MPa，接收距離為35 cm，擠出速率分別為15，20，25 mL/h的條件下，可獲得直徑分別為0.98，1.02，1.12 μm的PLA微納米纖維。當(dāng)液噴側(cè)吹時(shí)間為30 min、擠出速率為20 mL/h時(shí)，PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布的透氣性下降了52.48%，而過(guò)濾阻力、斷裂強(qiáng)度和過(guò)濾效率分別提高了22.79%，94.51%和46.84%，其綜合性能得到明顯改善。

聚乳酸微納米纖維；液噴側(cè)吹法；纖維形貌；復(fù)合非織造布；性能測(cè)試

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類(lèi)創(chuàng)造了前所未有的物質(zhì)財(cái)富，加速推進(jìn)了文明發(fā)展進(jìn)程，同時(shí)又出現(xiàn)了環(huán)境污染、生態(tài)破壞等重大問(wèn)題，威脅著全人類(lèi)未來(lái)的生存與發(fā)展。我國(guó)作為世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題則顯得更為重要。伴隨著我國(guó)空氣PM2.5濃度控制指標(biāo)的出臺(tái)，將大大促進(jìn)空氣潔凈技術(shù)及其關(guān)鍵設(shè)備空氣過(guò)濾器的發(fā)展。非織造材料由于其復(fù)雜的三維纖維結(jié)構(gòu)，以及在有限的材料空間內(nèi)包含有許多微小孔隙和彎曲通徑，使其成為眾多過(guò)濾工程中的首選過(guò)濾材料［1］。尤其是開(kāi)發(fā)新型環(huán)保的可降解非織造過(guò)濾材料，已成為國(guó)內(nèi)外科學(xué)工作者研究的熱點(diǎn)，其中聚乳酸（PLA）就是重要的代表之一。PLA纖維是以小麥、玉米、木薯等一些植物中的淀粉為最初原料，經(jīng)過(guò)細(xì)菌發(fā)酵或化學(xué)合成方法而得到的一種新型綠色環(huán)保高分子材料。該材料具有良好的生物相容性、生物可降解性和較好的物理、力學(xué)性能，可廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、工業(yè)、過(guò)濾等領(lǐng)域［2-5］。

PLA纖維可由熔融紡絲方法制備，但該方法需要熔融的聚合物流體，存在耗能較大和PLA易分解等問(wèn)題，且紡出的纖維直徑在5 μm以上。另外，有學(xué)者采用靜電紡絲方法制備出PLA微納米纖維［6］，但該方法存在著單噴嘴生產(chǎn)率低、需高電壓等缺點(diǎn)。最近幾年，溶液噴射紡絲方法因工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)流程短、生產(chǎn)高效等特點(diǎn)而倍受青睞，引起了廣泛的關(guān)注［7-10］。該技術(shù)是利用多股收斂的高速氣流對(duì)成纖聚合物溶液射流進(jìn)行超細(xì)拉伸并使之脫溶劑化生成微納米纖維［11］。其中E. S. Medeiros等［12］利用多種溶液體系，如PLA/三氟乙醇、PLA/六氟異丙醇成功制備了PLA微納米纖維，但對(duì)其應(yīng)用并沒(méi)有深入研究，另外他們所采用的液噴紡絲噴嘴是環(huán)形噴嘴，氣流包裹著聚合物細(xì)流進(jìn)行牽伸細(xì)化，而沒(méi)有涉及到液噴側(cè)吹紡絲方法。另外，將PLA微納米纖維應(yīng)用在復(fù)合過(guò)濾非織造材料上的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。

非織造材料的過(guò)濾效率與纖維直徑密切相關(guān)，組成過(guò)濾材料的纖維直徑越小，濾材中小直徑纖維的含量越多，濾材的比表面積和總纖維長(zhǎng)度就越大，過(guò)濾效率也就越高。因此，筆者擬采用溶液噴射側(cè)吹紡絲技術(shù)制備PLA微納米纖維，并探討該技術(shù)中的紡絲工藝參數(shù)對(duì)PLA微納米纖維直徑及其分布的影響。在此基礎(chǔ)上，以聚丙烯（PP）熔噴非織造布為基布，將兩種不同的超細(xì)纖維非織造布復(fù)合獲得PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布，對(duì)PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布的力學(xué)性能、透氣性能和過(guò)濾性能進(jìn)行研究，優(yōu)化PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布的綜合性能，開(kāi)發(fā)性能優(yōu)越的高效過(guò)濾非織造材料。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1主要原材料

PP熔噴非織造布：克重為19 g/m2，厚度為0.14 mm，自制；

PLA：重均分子量為1.0×105，美亞非織造工業(yè)有限公司；

二氯甲烷（DCM）：分析純，中國(guó)國(guó)藥化學(xué)試劑公司。

1.2主要儀器和設(shè)備

掃描電子顯微鏡（SEM）：Hitachi S-4800型，日本日立公司；

電子織物強(qiáng)力機(jī)：YG065型，溫州際高檢測(cè)儀器有限公司；

織物透氣測(cè)試儀：YG461E型，溫州際高檢測(cè)儀器有限公司；

材料過(guò)濾綜合性能測(cè)試儀：LD-05型，蘇州華儀儀器設(shè)備有限公司；

側(cè)吹液噴紡絲裝置：結(jié)構(gòu)如圖1所示，自制。

1.3PLA微納米纖維及PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布的制備

圖1　PLA液噴側(cè)吹實(shí)驗(yàn)裝置

如圖1所示，在液噴側(cè)吹紡絲過(guò)程中，空壓機(jī)輸出高速氣流，經(jīng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)后連接到長(zhǎng)梭型噴嘴上，設(shè)定長(zhǎng)梭形噴嘴與微型注射器針頭相距3 cm，微型計(jì)量泵在噴嘴處將紡絲溶液擠出，擠出的紡絲溶液細(xì)流在側(cè)面被長(zhǎng)梭型噴嘴噴出的高速氣流牽伸細(xì)化，溶劑在接收距離內(nèi)迅速揮發(fā)，最終到達(dá)接收裝置固化形成超細(xì)纖維。設(shè)定PLA紡絲溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%，牽伸風(fēng)壓為0.3 MPa，微型注射泵針孔直徑為0.9 mm。紡絲外部環(huán)境溫度為30℃，濕度為48%。在不同的擠出速率、接收距離條件下，制得PLA微納米纖維非織造布，并在60℃下真空干燥24 h。以PP熔噴非織造布為基布，將PLA微納米纖維非織造布沉積在PP熔噴非織造布上，使兩種不同的超細(xì)纖維非織造布復(fù)合，獲得PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布。

1.4性能測(cè)試

采用SEM對(duì)制備的PLA微納米纖維非織造布試樣進(jìn)行表征分析，掃描前對(duì)試樣表面進(jìn)行噴金處理，纖維直徑由Image-J軟件測(cè)量。

采用材料過(guò)濾綜合性能測(cè)試儀測(cè)試PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布試樣的過(guò)濾效率和過(guò)濾阻力，在自動(dòng)操作模式下進(jìn)行測(cè)量。

PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布斷裂強(qiáng)度按照GB/T 3923.1-2013測(cè)試，試樣規(guī)格為120 mm× 60 mm，夾持距離為200 mm，設(shè)定拉伸速率為200.00 mm/min。

PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布透氣性參考GB/ T 5453-1997測(cè)試，試樣規(guī)格為50 mm×50 mm，噴嘴為3#，壓差為100 Pa。

2　結(jié)果與討論

2.1液噴側(cè)吹紡絲工藝參數(shù)對(duì)PLA微納米纖維成形的影響

（1）擠出速率。

設(shè)定接收距離為35 mm，擠出速率分別為5，10，15，20，25，30 mL/h，制備PLA微納米纖維非織造布，用SEM觀察PLA微納米纖維的形貌如圖2所示。測(cè)得的PLA微納米纖維平均直徑和離散

系數(shù)（CV值）數(shù)據(jù)如表1所示。

圖2　不同擠出速率下PLA微納米纖維的SEM圖

表1　不同擠出速率下測(cè)得的PLA微納米纖維直徑及CV值

從圖2和表1可以看出，在液噴側(cè)吹紡絲工藝條件下，7%的PLA溶液在6種不同擠出速率下都可牽伸細(xì)化成微納米纖維。其中擠出速率為5 mL /h時(shí)，PLA微納米纖維的細(xì)度最小，平均直徑為0.96 μm，但纖維的均勻性較差，纖維直徑的CV值達(dá)46.56%。當(dāng)擠出速率過(guò)小時(shí)，擠出的溶液中PLA大分子鏈的數(shù)量較少，溶劑揮發(fā)后所得的纖維直徑最小。但過(guò)小的擠出量會(huì)造成大分子鏈纏結(jié)成纖能力變差和不均勻，因而成形纖維的均勻性變差，且紡絲的效率降低。擠出速率為30 mL/h時(shí)，PLA微納米纖維的細(xì)度最大，平均直徑為1.29 μm，其纖維的均勻性也較差，纖維直徑的CV值為44.26%，且SEM圖片中顯示有未完全牽伸細(xì)化的聚合物液滴。這是因?yàn)楫?dāng)擠出速率過(guò)大時(shí)，溶液中大分子鏈的纏結(jié)程度有所增加，因而聚合物的黏彈性能也相應(yīng)地增大。在相同的紡絲條件下，較大的黏彈力容易抑制PLA纖維成形過(guò)程中的拉伸和剪切作用力，因此會(huì)出現(xiàn)液滴現(xiàn)象，紡絲效果不佳。另外，較大的擠出速率，即單位時(shí)間內(nèi)PLA溶液的擠出量增加，而氣流牽伸作用力不變，從而導(dǎo)致所紡的纖維的直徑增大。

當(dāng)擠出速率為10，15，20，25 mL/h時(shí)，PLA溶液在液噴側(cè)吹紡絲工藝條件下成纖狀況良好，所制備的PLA纖維直徑分別為1.19，0.98，1.02，1.12 μm。在該擠出速率下，纖維直徑的均勻性也得到了提高，纖維直徑的CV值分別為28.24%，24.23%，25.11%和35.12%。在液噴側(cè)吹氣流場(chǎng)條件相同的條件下，擠出速率減小有利于紡絲細(xì)流溶劑的揮發(fā)，使PLA得到充分的牽伸細(xì)化。因此在15～25 mL/h范圍內(nèi)，PLA微納米纖維直徑會(huì)隨著擠出速率的減少而減小，纖維直徑的均勻性也得到一定的改善，其CV值由原來(lái)的35.12%降為24.23%。

纖維細(xì)度和均勻性對(duì)復(fù)合非織造材料的過(guò)濾性能影響顯著，PLA微納米纖維的均勻性好，可改善纖網(wǎng)的均勻性，纖維細(xì)度減小，可使纖網(wǎng)孔徑變小，從而提高復(fù)合非織造布的綜合性能。從纖維細(xì)度和生產(chǎn)效率出發(fā)，筆者選擇在擠出速率為15，20 mL/h和25 mL/h的條件下進(jìn)行PLA和PP非織造布的復(fù)合。

（2）接收距離。

不同的接收距離，將會(huì)影響PLA微納米纖維的成形及在接收裝置上的纖網(wǎng)均勻性。設(shè)定擠出速率為20 mL/h，紡絲接收距離分別為10，25，35，50 cm，制備PLA微納米纖維非織造布，用SEM觀察PLA微納米纖維的形貌，如圖3所示。

圖3　不同接收距離下PLA微納米纖維的SEM圖（擠出速率20 mL/h）

從圖3可以看出，當(dāng)接收距離為10 cm和25 cm時(shí)，由于牽伸距離較小，PLA微納米纖維沒(méi)有完全牽伸，出現(xiàn)很多液滴降落到接收裝置上，同時(shí)纖維之間發(fā)生粘連現(xiàn)象，不利于纖維的成形。而接收距離為50 cm時(shí)，PLA微納米纖維在較長(zhǎng)的距離內(nèi)得到了充分的牽伸，但因纖維細(xì)度很小且處于發(fā)散的氣流場(chǎng)中，纖維易分散和吹斷，不利于纖維的接收。當(dāng)接收距離為35 cm時(shí)，PLA微納米纖維得到了充分的牽伸細(xì)化，纖維的細(xì)度均勻性較好，且隨機(jī)排列在接收裝置上，纖網(wǎng)均勻性最好。因此，筆者選擇接收距離為35 cm，擠出速率分別為15，20，25 mL/h，設(shè)定液噴側(cè)吹時(shí)間分別為10，20，30 min，制備PLA/PP復(fù)合非織造布，并對(duì)其進(jìn)行性能測(cè)試。

2.2PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布的性能

（1）力學(xué)性能。

在上述工藝參數(shù)條件下進(jìn)行PLA紡絲，通過(guò)改變擠出速率和液噴側(cè)吹時(shí)間，制得PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布，測(cè)其力學(xué)性能，結(jié)果如表2所示。

表2　PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布的力學(xué)性能

由表2可以看出，當(dāng)擠出速率和液噴側(cè)吹時(shí)間都為0，即測(cè)試試樣是復(fù)合前的PP熔噴非織造基布時(shí)，其斷裂強(qiáng)力、斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率分別是4.537 N，0.091 N/tex和14.70%。經(jīng)過(guò)PLA微納米纖維復(fù)合后，PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布的斷裂強(qiáng)力和斷裂強(qiáng)度得到了提高，但斷裂伸長(zhǎng)率有所下降。例如，當(dāng)擠出速率為20 mL/h、液噴側(cè)吹時(shí)間為30 min時(shí)，斷裂強(qiáng)力和斷裂強(qiáng)度分別是8.357 N和0.177 N/tex，比原基布提高了84.20%和94.51%，而斷裂伸長(zhǎng)率下降23.33%。PP熔噴非織造基布中纖維的直徑較粗，纖網(wǎng)孔隙率較大，而直徑較小的PLA微納米纖維可以通過(guò)孔隙穿插進(jìn)相鄰的孔徑較大的PP熔噴非織造基布的纖維層中，形成纖維之間的密集糾纏，使得纖網(wǎng)在拉伸過(guò)程中，纖維與纖維之間的摩擦力增加，因而斷裂強(qiáng)力和斷裂強(qiáng)度增大。另外，在拉伸力作用下，穿插在孔徑間的PP微納米纖維使得纖維間糾纏變緊，不易滑移，從而導(dǎo)致斷裂伸長(zhǎng)率下降。隨著液噴側(cè)吹時(shí)間的增加，PP熔噴非織造基布上所接收到的PLA微納米纖維量增多，也有利于斷裂強(qiáng)力和斷裂強(qiáng)度的增加。另外，由表1可知，在不同的擠出速率下得到的PLA微納米纖維直徑和均勻度不同。當(dāng)纖維直徑較小時(shí)，有利于纖維在空隙中的穿插和糾纏，也有利于PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布的斷裂強(qiáng)力和斷裂強(qiáng)度的提高。

（2）透氣性。

在上述工藝參數(shù)條件下進(jìn)行PLA紡絲，改變擠出速率和液噴側(cè)吹時(shí)間，制得PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布，測(cè)定其透氣性，結(jié)果如圖4所示。

圖4　PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布的透氣性

由圖4可以看出，不同擠出速率的PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布的透氣性都呈下降趨勢(shì)。當(dāng)側(cè)吹時(shí)間相同時(shí)，隨著擠出速率的增加，單位時(shí)間得到的PLA微納米纖維的數(shù)量越多且纖維直徑較粗，復(fù)合過(guò)濾非織造布的厚度增加，孔隙變小，透氣率也隨著減小，從而透氣性呈下降趨勢(shì)。另外，圖4還表明，側(cè)吹時(shí)間不同，復(fù)合過(guò)濾非織造布透氣性的下降速率不同。當(dāng)側(cè)吹時(shí)間小于10 min時(shí)，透氣性下降最迅速。當(dāng)擠出速率分別為15，20 ，25 mL/ h時(shí)，PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布的透氣性由原PP熔噴非織造布的141.1 L/（m2·s）分別降至104.1，76.79，69.26 L/（m2·s），降幅分別為26.2%，45.6%和50.9%。而經(jīng)過(guò)20 min時(shí)，PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布的透氣性降幅明顯變緩，且與時(shí)間為30 min時(shí)的透氣性非常接近。當(dāng)時(shí)間為30 min、擠出速率分別為15，20，25 mL/h時(shí)，其透氣性降幅基本相同，分別為50.84%，52.48%，53.57%。非織造材料的透氣性與其孔徑大小有密切關(guān)系，側(cè)噴時(shí)間越長(zhǎng)，PP熔噴非織造布上接收的PLA微納米纖維越多，布面形成的孔徑越小，其透氣性越差，當(dāng)減小到一定程度后，PP熔噴非織造布表面完全由PLA微納米纖維覆蓋，其孔徑大小不再發(fā)生明顯變化，從而透氣性的降幅將趨緩。

（3）過(guò)濾性能。

在上述工藝參數(shù)條件下進(jìn)行PLA紡絲，通過(guò)改變擠出速率和液噴側(cè)吹時(shí)間，制得PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布。測(cè)定PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布對(duì)0.8 μm顆粒的過(guò)濾效率及過(guò)濾阻力，結(jié)果如表3所示。

表3　PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布對(duì)0.8 μm顆粒的過(guò)濾性能

由表3可以看出，PP熔噴非織造基布的過(guò)濾效率比較低，僅為57.0%，經(jīng)PLA微納米纖維復(fù)合后，PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布的過(guò)濾性能得到明顯改善。當(dāng)擠出速率為15 mL/h時(shí)，經(jīng)10，20，30 min后，PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布對(duì)0.8 μm顆粒的過(guò)濾效率分別達(dá)到67.3%、77.0%和87.7%，分別提高了18.07%，35.09%，53.86%。擠出速率越小，得到的PLA微納米纖維越細(xì)，隨著側(cè)吹時(shí)間的增加，在同樣的擠出速率下，PP熔噴非織造布所接收到的PLA微納米纖維數(shù)量越多，PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布的孔徑越小，阻礙顆粒通過(guò)的能力變強(qiáng)，從而過(guò)濾效率提高。同時(shí)，因?yàn)镻LA微納米纖維的直徑小，覆蓋到PP熔噴非織造布上后，其復(fù)合結(jié)構(gòu)較為致密，從而引起復(fù)合過(guò)濾非織造布的過(guò)濾阻力有所增加，例如，擠出速率為15 mL/h，液噴側(cè)吹時(shí)間為30 min時(shí)，過(guò)濾阻力增幅達(dá)45.21%，而過(guò)濾效率提高53.86%，會(huì)造成對(duì)細(xì)、粘物料的過(guò)濾均勻性變差。而當(dāng)擠出速率為20 mL/h、液噴側(cè)吹時(shí)間為30 min時(shí)，過(guò)濾阻力增幅僅為22.79%，而過(guò)濾效率提高46.84%。需要指出的是，過(guò)濾效率和過(guò)濾阻力是開(kāi)發(fā)復(fù)合過(guò)濾非織造過(guò)濾材料的兩個(gè)重要指標(biāo)，在保證其具有較高的過(guò)濾效率的同時(shí)，也應(yīng)盡可能減小過(guò)濾阻力。因此，結(jié)合PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造材料的力學(xué)性能、透氣性和過(guò)濾性能測(cè)試結(jié)果，以擠出速率為20 mL/h、液噴側(cè)吹時(shí)間為30 min時(shí)，所得的PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布的綜合性能最優(yōu)。

3　結(jié)論

（1）以PLA溶液為紡絲溶液，采用液噴側(cè)吹紡絲法，在PLA溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%、風(fēng)壓為0.3 MPa、接收距離為35 cm、擠出速率為15～25 mL/h的條件下，可獲得直徑為0.98～1.12 μm的PLA微納米纖維。

（2）采用液噴側(cè)吹紡絲法，將PLA微納米纖維與PP熔噴非織造布復(fù)合，研究了不同擠出速率、液噴側(cè)吹時(shí)間下，PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布的力學(xué)性能、透氣性和過(guò)濾性能。在擠出速率為20 mL/ h、液噴側(cè)吹時(shí)間為30 min時(shí)，所得的PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布的綜合性能最優(yōu)，其透氣性下降52.48%，而過(guò)濾阻力、斷裂強(qiáng)度和過(guò)濾效率分別提高了22.79%，94.51%和46.84%，PLA/PP復(fù)合過(guò)濾非織造布的性能得到明顯改善。

［1］ 劉燕慧，陳龍敏，陳喆，等.熔噴非織造材料厚度對(duì)過(guò)濾性能的影響［J］.產(chǎn)業(yè)用紡織品，2012（11）:17-20. Liu Yanhui，Chen Longmin，Chen Zhe，et al. The effect of thickness of melt blown nonwovens on its filtration performance［J］. Technical Textiles，2012（11）:17-20.

［2］ 劉麗，李紅霞.聚乳酸纖維的結(jié)構(gòu)性能和應(yīng)用前景［J］.天津紡織科技，2009（1）:4-7. Liu Li，Li Hongxia. The structure，properties and usages of the PLA fiber ［J］. Tianjin Textile Science Technology，2009（1）:4-7.

［3］ 熊笑芳.聚乳酸纖維的化學(xué)性能和降解性能研究［J］.中國(guó)纖檢，2014（23）:58-59. Xiong Xiaofang. Study on chemical and degradation properties of polylactic acid fiber［J］. China Fiber Inspection，2014（23）:58-59.

［4］ 邱玉宇，魏取福，王肖娜，等.熔體靜電紡聚乳酸纖維膜的制備、表征及細(xì)胞毒性評(píng)價(jià)［J］.功能材料，2014（24）:24 119-24 123. Qiu Yuyu，Wei Qufu，Wang Xiaona，et al. Fabrication，characterization，and cytotoxicity evaluation of melt-electrospun PLA mats［J］. Functional Materials，2014（24）:24 119-24 123.

［5］ 吳衛(wèi)逢，丁玉梅，李好義，等.熔體靜電紡絲制備聚乳酸纖維的吸油性能研究［J］.北京化工大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2014（4）:71-75. Wu Weifeng，Ding Yumei，Li Haoyi，et al. Oil sorption properties of melt electrospun polylactic acid （PLA）fibers［J］. Journal of Beijing University of Chemical Technology:Natural Science，2014（4）:71-75.

［6］ 王雪芳，劉景艷，王鴻博，等.聚乳酸納米纖維的電紡制備及影響因素［J］.高分子材料科學(xué)與工程，2014（8）:161-166. Wang Xuefang，Liu Jingyan，Wang Hongbo，et al. Influencing factors of preparation of polylactic acid nanofiber via electrospinning ［J］. Polymer Materials Science and Engineering，2014（8）:161-166.

［7］ Sinha-Ray S，Zhang Y，Yarin A L，et al. Solution blowing of soy protein fibers［J］. Biomacromolecules，2011（6）:2 357-2 363.

［8］ Lou Huiqing，Han Wanli，Wang Xinhou. Numerical study on the solution blowing annular jet and its correlation with fiber morphology［J］. Industrial & Engineering Chemistry Research.2014（7）:2 830-2 838.

［9］ Liu Ruifang，Xu Xianlin，Zhuang Xupin，et al. Solution blowing of chitosan/PVA hydrogel nanofiber mats［J］. Carbohydrate Polymers， 2014，101:1 116-1 121.

［10］ 楊利宏，韓萬(wàn)里，王茹飄，等.液噴工藝參數(shù)對(duì)纖維直徑的影響及優(yōu)化［J］.產(chǎn)業(yè)用紡織品，2015（7）:6-10. Yang Lihong，Han Wanli，Wang Rupiao，et al. Effects and optimization of processing parameters on fiber diameter in solution blowing［J］. Technical Textiles，2015（7）:6-10.

［11］ 楊小燦，莊旭品，史少俊，等.溶液噴射法制備聚丙烯腈基納米碳纖維的研究［J］.高科技纖維與應(yīng)用，2013（2）:14-19. Yang Xiaocan，Zhuang Xunpin，Shi Shaojun，et al. Study on the preparation of polyacrylontrile-based carbon nanofibers by solution blowing［J］. Hi-Tech Fiber & Application，2013（2）:14-19.

［12］ Medeiros E S，Glenn G M，Klamczynski A P，et al. Solution blow spinning:A new method to produce micro-and nanofibers from polymer solutions［J］. Journal of Applied Polymer Science，2009（4）:2 322-2 330.

瞿金平院士憑對(duì)塑料機(jī)械改進(jìn)三奪國(guó)家科技獎(jiǎng)

在不久前舉行的2015年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上，華南理工大學(xué)5項(xiàng)成果獲獎(jiǎng)，以第一完成單位或第一完成人獲獎(jiǎng)的項(xiàng)目有3項(xiàng)。其中瞿金平院士團(tuán)隊(duì)完成的“基于拉伸流變的高分子材料綠色加工成型技術(shù)”獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)，這已是他第三次獲得國(guó)家科技獎(jiǎng)。

（慧聰網(wǎng)）

天罡攻克光穩(wěn)定劑中間體關(guān)鍵技術(shù)并成功產(chǎn)業(yè)化，榮獲教育部“科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)”

2015年8月，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)光穩(wěn)定劑的龍頭企業(yè)——北京天罡助劑有限責(zé)任公司和天津大學(xué)合作的“氮雜環(huán)類(lèi)精細(xì)化學(xué)品中間體制備關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目榮獲國(guó)家教育部2015年“科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)”，這是部級(jí)最高級(jí)別的科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)。此獎(jiǎng)項(xiàng)的獲得，是對(duì)項(xiàng)目參與企業(yè)長(zhǎng)期專(zhuān)注于該類(lèi)精細(xì)化學(xué)品助劑的研發(fā)與生產(chǎn)的肯定，更肯定了參與方在該類(lèi)化學(xué)品的研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)水平上達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)的水平。

受阻胺光穩(wěn)定劑是一類(lèi)具有空間位阻效應(yīng)的有機(jī)胺類(lèi)化合物，均以三丙酮胺衍生物這一重要“氮雜環(huán)類(lèi)”中間體為基礎(chǔ)的精細(xì)化學(xué)品。此類(lèi)“氮雜環(huán)類(lèi)中間體”的技術(shù)水平直接影響最終產(chǎn)品受阻胺光穩(wěn)定劑的技術(shù)水平，是受阻胺類(lèi)光穩(wěn)定劑生產(chǎn)工藝中的核心關(guān)鍵技術(shù)之一。

天罡公司是國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的從源頭單體開(kāi)始合成光穩(wěn)定劑的生產(chǎn)企業(yè)。該獲獎(jiǎng)項(xiàng)目是天罡公司與天津大學(xué)在“氮雜環(huán)類(lèi)精細(xì)化學(xué)品中間體制備”等一系列關(guān)鍵技術(shù)上利用產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合的研發(fā)優(yōu)勢(shì)，結(jié)合企業(yè)自身生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，成功取得技術(shù)突破，并將代表國(guó)際先進(jìn)水平的制備技術(shù)成功產(chǎn)業(yè)化。新技術(shù)的實(shí)施不僅提高了受阻胺光穩(wěn)定劑中間體的轉(zhuǎn)化率，減少了副產(chǎn)物雜質(zhì)的數(shù)量，提升了后續(xù)光穩(wěn)定劑產(chǎn)品的有效性和抗老化效率，更具有環(huán)保、安全、穩(wěn)定的特點(diǎn)。

隨著高分子材料越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于人類(lèi)社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，受阻胺光穩(wěn)定劑的用量也在逐年增長(zhǎng)，其中間體制備技術(shù)的創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)令眾多下游塑料、涂料等高分子材料企業(yè)受益。

（北京天罡助劑有限責(zé)任公司）

高吸水性樹(shù)脂抗菌關(guān)鍵技術(shù)研究獲重要突破

不久前，由揚(yáng)州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院朱愛(ài)萍教授主持的抗菌性高吸水性樹(shù)脂研制的關(guān)鍵技術(shù)研究取得重要突破，將納米銀成功地均勻結(jié)合在高吸水性樹(shù)脂表面。

朱愛(ài)萍介紹，納米級(jí)銀系抗菌劑的抗菌機(jī)理是：銀離子與細(xì)菌接觸后，到達(dá)微生物細(xì)胞壁，帶正電荷的銀離子吸附在帶負(fù)電荷的細(xì)胞壁上，依靠庫(kù)侖力使兩者牢固吸附。銀離子穿透細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，與—SH基反應(yīng)，使蛋白質(zhì)凝固，使微生物細(xì)胞發(fā)生破裂而死亡，影響微生物所需基本物質(zhì)的傳輸，破壞細(xì)胞合成酶的活性，用中斷DNA復(fù)制的形式阻止微生物繁殖。當(dāng)菌體失去活性后，銀離子又會(huì)從菌體中游離出來(lái)，重復(fù)進(jìn)行殺菌活動(dòng)，抗菌效果持久。另外，納米級(jí)的銀顆粒具有較強(qiáng)的光催化能力，能夠激活水和空氣中的氧，產(chǎn)生羥基自由基及負(fù)氧離子 ，它們能使細(xì)菌中的蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸、糖苷等與之發(fā)生反應(yīng)，破壞其正常結(jié)構(gòu)，從而使細(xì)菌死亡或喪失增殖能力。

該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高吸水性樹(shù)脂的高效抗菌和成本低廉的雙重優(yōu)勢(shì)。環(huán)保型納米銀在高吸水性樹(shù)脂的抗菌性研究方面取得的突破，將會(huì)推動(dòng)系列抗菌產(chǎn)品的快速發(fā)展，如抗菌牙刷絲、抗菌纖維等。隨著納米銀需求區(qū)域的不斷擴(kuò)大以及國(guó)內(nèi)對(duì)其抗菌效果的進(jìn)一步認(rèn)知，其市場(chǎng)需求不可估量。揚(yáng)州大學(xué)已經(jīng)與宜興丹森科技有限公司的技術(shù)總監(jiān)進(jìn)行了深入洽談，公司將采用揚(yáng)州大學(xué)首次開(kāi)發(fā)的高吸水性樹(shù)脂抗菌性的檢測(cè)方法，并將揚(yáng)州大學(xué)研制的抗菌性高吸水性樹(shù)脂的研制技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，形成具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的新產(chǎn)品。

（工程塑料網(wǎng)）

Preparation and Properties of PLA Nano-Microfibers Composite Filtration Nonwovens

Han Wanli， Yang Lihong， Wang Rupiao， Xing Congcong， Gu Jian， Chen Bobo
（Materials and Textile Engineering College， Jiaxing University， Jiaxing 314001， China）

Polylactic acid （PLA） micro-nanofibers and PLA/polypropylene （PP） composite filtration nonwovens were fabricated via solution side-blowing method. The effects of processing parameters on fiber diameter and distribution were investigated. The properties of PLA/PP composite filtration nonwovens were tested under different preparation conditions，including mechanical properties，air permeabilities and filterabilities. The results show that PLA nano-microfibers with diameters of 0.98，1.02 μm and 1.12 μm are produced that the solution concentration is 7%，air blowing pressure is 0.3 MPa，the distance of collector is 35 cm，and the solution injecting rates are 15，20 mL/h and 25 mL/h，respectively. Furthermore， PLA/PP composite filtration nonwoven air permeability is decreased by 52.48% and while the filtration resistance，breaking strength and the filtration efficiency are increased by 22.79%，94.51% and 46.84% at 20 mL/h solution injecting rates for 30 min. The comprehensive performance of PLA/PP composite filtration nonwoven is improved significantly.

polylactic acid nano-microfiber；solution side-blowing method；fiber morphology；composite nonwoven；property test

TB332

A

1001-3539（2016）02-0051-06

10.3969/j.issn.1001-3539.2016.02.010

*國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51506075），國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目（851914523），嘉興市科技計(jì)劃項(xiàng)目（2015AY11025），嘉興學(xué)院SRT項(xiàng)目

聯(lián)系人：韓萬(wàn)里，講師，博士，主要研究方向?yàn)榉强椩觳牧系某尚?/p>

2015-11-30