可降解聚乳酸熔喷超细纤维空气滤材的制备

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1、可降解聚乳酸熔喷超细纤维空气滤材的制备　　摘要：本文研究了一种聚乳酸熔喷超细纤维空气过滤材料的制备方法，旨在提供一种具有良好防霾、防毒功能且过滤性好、滤阻较低的空气过滤材料。该材料采用聚乳酸切片为原料，经熔喷工艺直接成网制成。超细纤维的平均直径主要分布在1～5μm之间，纤网克重在50～80g/m2之间。经测试，材料透气性能优异，对粒径在1～1.5μm粒子的捕集效率达90%以上，对大于1.5μm粒子的捕集效率可达100%，对于PM2.5的过滤效率接近100%。　　关键词：可降解；聚乳酸；熔喷；过滤材料　　中图分类号：TS176文献标志码：A　　ThePreparationofDegradab

2、lePLASuperfineFiberMeltblownAirFilterMaterial　　Abstract：Thepaperintroducedapreparationmethodforamelt-blownairfiltermaterialbasedonenvironmentallydegradablepolylacticacid（PLA）superfinefiber.Itaimedatprovidingagoodairfiltermaterialswithgoodanti-hazeandgas-defensepropertiesaswellashighfiltrationeffic

3、iencyandlowfilterresistance.Thefiltermaterialusespolylacticacidchipsasrawmaterial，andismadewiththeadvancedmeltblownprocess.Theaveragediameterofthesuperfinefiberis1～5μmandtheweb5densityis50～80g/m2.Experimentalresultsshowthatthematerialhasexcellentpermeability，itcancapturemorethan90%oftheparticlebet

4、ween1～1.5micronand100%oftheparticleslargerthan1.5micron，andthePM2.5filtrationefficiencycanreach100%.　　Keywords：degradable；PLA；meltblown；filtermaterial　　近年来，非织造熔喷技术飞速发展。聚乳酸（PLA）是一种生物基纤维，可生物降解，经过改性处理的PLA切片可以通过直接成网制备成环保可降解非织造材料。本文以PLA切片为原料，经过24h烘干后，采用熔喷法直接成网技术制备PLA超细纤维材料。　　1试样制备　　1.1试验原料与器材　　1.1.1试验原

5、料　　PLA树脂切片（美国Natureworks公司），密度为1.24g/cm3，熔体流动速率为70～85g/10min，玻璃化温度为55～60℃，结晶峰温为160～170℃。　　1.1.2试验设备　　ROC-MB300熔喷试验设备（南通大学纺织服装学院与南通丽洋新材料开发有限公司联合研制）。　　1.2制备工艺　　PLA超细纤维材料的制备流程为：真空干燥→切片喂入→熔融挤出→过滤→计量→喷丝孔纺丝→热气流牵伸→负压收集→粘合→5PLA超细纤维材料。　　试验开始前，需将PLA切片放在真空干燥机中，在70℃下烘24h，以去除PLA切片中的水分。为使材料具有超细纤维结构，纺丝时计量泵和挤出时动力

6、应适当调低，而牵伸的热空气温度和压力要适当调高。网帘等部件的参数设定随产品克重而定，其余设备的温度参数如表1所示，其中空气压力为0.12MPa。　　2性能测试与分析　　2.1测试仪器（表2）　　2.2SEM测试与分析　　将制得的PLA超细纤维材料镀金后，再在SEM扫描电镜下观测，结果如图1所示。　　经SEM观测可知，PLA超细纤维材料为三维立体网状紧密排列结构。由于纤维杂乱排列，故材料的各向同性效应良好。材料中纤维的直径分布在1～15μm之间，其中1～5μm的分布最为广泛，因此材料具有超细纤维结构的阻隔、过滤性能优异。　　2.3接触角测试与分析　　PLA熔喷超细纤维的接触角平均为118°，

7、由此可知PLA熔喷非织造材料的亲水性较差。这是因为PLA分子链有较多的甲基和酯基，但没有亲水的极性基团，因此材料表现出疏水性。　　2.4透气性测试与分析　　非织造材料的透气性对产品的均匀性及产品的最终性能有一定的影响，并且对透气性的要求也因材料的用途不同而不同。如图25所示，PLA熔喷材料的平均透气量在2000L/（m2?s）左右，透气性能优异。这是因为熔喷非织造材料的纤维直径小，比表面积大，材料的透气性能佳。　　2.5