气泡熔体静电纺丝制备PLA纳米纤维的探讨
2021-08-05赵明良龙云泽邢明杰
国际纺织导报 2021年6期
赵明良 宁 新 龙云泽 邢明杰
1.青岛大学 纺织服装学院 山东省特型非织造材料工程研究中心非织造材料与产业用纺织品创新研究院(中国) 2.青岛大学 物理科学学院(中国)
静电纺丝的基本原理是聚合物溶液或熔体受电场力的作用后,克服其表面张力形成射流进行喷射,射流再受拉伸并被收集在接收装置上,形成微纳米纤维。静电纺纳米纤维材料具有纤维直径小、比表面积大、纤维膜上含有微孔等特点[1-2]。气泡熔体静电纺丝是一种有影响力的无针静电纺丝方法,目前已发展成为一项成熟的纺丝技术。气泡熔体静电纺丝的灵感来源于蜘蛛吐丝,该技术使用气泵在聚合物熔体表面产生气泡。在电场力作用下,多股纺丝射流由气泡表面产生,并最终在接收装置上形成纳米纤维[3-5]。本文主要探讨采用气泡静电纺丝技术实现聚乳酸(PLA)纳米纤维的制备。试验以可生物降解的PLA为原料,符合绿色环保的纤维生产发展趋势。气泡静电纺丝工艺无需使用金属针,纺丝过程中的泰勒锥在聚合物熔体气泡表面形成,泰勒锥依靠气流的运动产生[6-8]。
对玉米、小麦、木薯、土豆及甜菜等含淀粉的原料进行发酵处理,制取乳酸,再对乳酸进行聚合得到PLA,最后经纺丝成型制得PLA纤维。PLA的热稳定性好,熔点为155~185 ℃,加工温度为170~230 ℃,可通过挤压、纺丝、双轴拉伸及注射吹塑等方式加工形成纤维[9-10]。PLA良好的抗溶剂性使其更适于采用熔体而非溶液的静电纺丝方式加工。PLA纤维的燃烧热量小,原料来源广阔,其最大的特点是具有可生物降解性。……
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