熔喷静电纺复合法聚乳酸非织造布的制备及过滤性能研究.docx

熔喷静电纺复合法聚乳酸非织造布的制备及过滤性能研究一、综述近年来，随着全球对环境保护和可持续发展的关注逐年增加，新型材料的研发和应用也得到了广泛的推广。在众多的高性能材料中，聚乳酸（PolylacticAcid,PLA）因为其可降解性、生物相容性和低成本等优点而受到了广泛关注。尤其是熔喷静电纺复合法制备的聚乳酸非织造布，在过滤领域展现出了优异的性能，成为了环境友好型材料的典型代表。熔喷静电纺复合法是一种通过将聚合物熔体喷射到静电场中，利用静电吸引力使熔体拉伸成纤维的方法。在此过程中，聚合物溶液经过高温熔融、静电纺丝和快速凝固等步骤，形成了具有高度取向、纤维直径均匀且孔隙率高的非织造布。这种独特的加工方法使得聚乳酸非织造布不仅具有出色的物理性能，还能够在吸附、过滤和生物医药等领域发挥重要作用。在过滤性能方面，聚乳酸非织造布凭借其独特的结构特点而表现出色。由于纤维具有较高的孔隙率和比表面积，这使得非织造布具备优异的过滤效率。聚乳酸的非极性特性使其对非油性颗粒物具有良好的吸附能力，适用于多种气体的过滤。聚乳酸还具有良好的加工性能和稳定性，可以通过调整纺丝参数和后处理工艺来优化其过滤性能。随着科技的不断进步和环保意识的增强，聚乳酸非织造布作为一种高性能、环保型的过滤材料，正逐渐受到越来越多的关注和青睐。本文旨在对熔喷静电纺复合法聚乳酸非织造布的制备及过滤性能进行深入研究，并探讨其在不同领域的应用潜力。1.1研究背景与意义随着社会的快速发展和科技的进步，环境污染问题日益严重，其中空气污染尤为突出。空气中的颗粒物、细菌、病毒等污染物不仅影响人类健康，还对生态系统造成破坏。开发一种高效、稳定的空气过滤材料显得至关重要。聚乳酸（PLA）是一种具有良好生物相容性和生物降解性的高分子材料，已广泛应用于医疗卫生、包装材料等领域。PLA的力学性能、热稳定性等方面的性能相对较差，限制了其作为空气过滤材料的广泛应用。熔喷静电纺复合法是一种新型的非织造布制备方法，它利用静电场作用使聚合物溶液形成纤维，并通过高速气流将纤维收集在接收台上，形成具有一定孔隙率和机械强度的非织造布。该方法具有工艺简单、生产效率高等优点，可根据需要调整纤维的直径、孔径和取向等参数，以获得具有不同性能的空气过滤材料。本研究致力于开发一种基于熔喷静电纺复合法制备的PLA非织造布，并对其过滤性能进行深入研究。通过优化制备工艺和参数，提高PLA非织造布的空气过滤效率、降阻性能和耐久性等方面的性能，为环保、医疗等领域提供一种新型、高效的空气过滤材料。1.2国内外研究现状及发展趋势随着全球环境保护意识的不断提高，新型材料的研发和应用受到了广泛关注。在众多高性能材料中，聚乳酸（PLA）因其可生物降解、低碳环保以及良好的力学性能等特点，已经逐渐成为非织造布领域的研究热点。通过熔喷静电纺复合法制备的PLA非织造布，不仅具有较高的过滤效率，而且兼具良好的透气性、吸湿性和舒适性，因此在空气过滤、水过滤以及生物医学等领域具有广泛的应用前景。关于聚乳酸非织造布的制备及其过滤性能的研究日益增多。国外在聚乳酸非织造布的制备过程中，注重从原料选择、纺丝工艺到后处理等各个环节进行优化，以提高非织造布的性能；还对聚乳酸非织造布的过滤性能进行了深入研究，以拓展其应用范围。随着聚乳酸技术的不断发展和完善，研究者们对熔喷静电纺复合法制备聚乳酸非织造布也进行了广泛而深入的研究。通过改进纺丝工艺、添加功能性填料等方法，成功制备出了具有高过滤效率和良好透气性能的聚乳酸非织造布。国内研究者还就聚乳酸非织造布的过滤性能与结构、性能之间的关系进行了探讨，为聚乳酸非织造布的进一步优化提供了理论支持。聚乳酸非织造布的研究与应用正处于快速发展阶段，其优异的性能和广阔的应用前景将会成为未来新材料领域的重要增长点之一。二、实验材料与方法本实验选用了聚乳酸（PLA）作为原料，熔喷工艺参数通过前期实验优化得出。还需要高岭土（KAOLIN）和聚氧乙烯（PVA）作为复合喷雾剂，以及相对应的设备，如熔喷釜、静电纺丝装置、高速混合器、水浴锅等。将聚乳酸在80下干燥处理4小时，以确保材料的纯度和力学性能。将其采用高速混合器搅拌均匀，并与复合喷雾剂按照一定比例混合。将混合物进行高温熔融挤压，制得PLGA复合材料。将PLGA复合材料熔融指数设置为本实验的最佳参数，通过熔喷工艺制备出PLGA纤维。在静电纺丝过程中，调整纺丝距离为15cm，接收距离为10cm，接收速度为mmin，喷丝头运行速度为1000rmin。与此对纺丝液进行静电喷雾处理，以提高纤维的比表面积和孔隙率。纤维收集在一个接受台上，经过自然干燥后，即得到熔喷静电纺复合法制备的PLGA非织造布。采用空气过滤器性能测试系统对所得PLGA非织造布的过滤性能进行评估。测试内容包括：先测定非织造布的空气过滤效率（