循环经济视角下聚乳酸的制备、回收和再利用

聚乳酸(PLA)因可生物降解和生物相容而成为一种环境友好材料,在包装、医疗等领域得到广泛应用。然而,在自然条件下,PLA的降解速度很慢,无法快速实现“降解-回收”循环,导致资源浪费和环境污染。文章从循环经济的视角切入,综述了PLA回收与再利用的最新研究进展,涵盖了机械回收、化学回收、生物回收等主要途径。还进一步介绍了PLA回收高值化利用的研究进展。最后,强调了PLA回收利用的重要性,并展望了未来发展方向,为构建循环经济体系,实现PLA资源的高效利用和环境保护提供了重要参考。

碳量子点在纤维及织物中的应用研究进展

以碳量子点(CQDs)本征特性为出发点,归纳总结了CQDs复合纤维的制备方法,如熔融纺丝法、静电纺丝法、微流体纺丝法和织物后整理法,并梳理了CQDs纤维织物在防伪安全、光学传感等荧光应用,器件润滑应用和生物医学领域的抗菌应用等多种场景下的应用进展。随着CQDs与纤维及织物的深度融合,CQD复合纤维有望在智能可穿戴传感器、润滑器件、生物医疗等领域大展宏图。

聚(3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯)/聚乳酸纤维的制备及其性能

聚(3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯)(P34HB)是极具前景的生物基可降解材料,但结晶慢且加工黏度大等因素使其难以直接熔纺制备纤维。左旋聚乳酸(PLLA)与P34HB化学结构相似,加工温度接近,与P34HB具有协同增强作用。采用熔融纺丝法制备P34HB含量为30%的P34HB/PLLA纤维,研究纤维的力学性能、热稳定性能以及结晶性能。结果发现,2000 m/min的卷绕速率下制备的P34HB/PLLA预牵伸纤维(POY)经1.40、1.75倍牵伸和定形后得到的全牵伸纤维(FDY-1和FDY-2)的断裂强度分别为1.66、2.29 cN/dtex,断裂伸长率分别为33.3%、28.8%;差示扫描量热仪(DSC)测试结果显示,POY、FDY-1、FDY-2结晶度分别为62.51%、62.05%、61.36%;XRD衍射仪测试结果也表明POY的结晶度与FDY结晶度相近,这表明在POY成形过程中,纤维中的结晶已经接近完成,P34HB提高了PLLA结晶效率。

暂堵剂用聚乳酸/聚乙醇酸复合纤维的制备及降解性能研究

暂堵剂是石油气开采中增产的重要材料,随着环保要求的提高,可降解暂堵剂材料已成为当前石油气开采中的首选材料。聚乙醇酸作为降解速率最快且最简单的线性脂肪族聚酯,由其制成的可降解暂堵绳结已在石油气开采中得到应用。但聚乙醇酸存在降解速率快、货架期短等问题,大大限制了其产品的推广使用。本工作采用复合熔融纺丝法制备了以聚乳酸为皮层、聚乙醇酸为芯层的圆形截面皮芯复合纤维,研究了不同皮芯比例聚乳酸/聚乙醇酸复合纤维的形貌、降解性能、热性能和结晶性。结果表明:复合纤维在70℃下的溶解率“转折点”出现在降解6 h时,降解前6 h内,复合纤维的溶解率都在3%(质量分数)以内;降解6 h后,复合纤维的溶解率几乎呈线性升高,皮芯比例为20/80的复合纤维降解24 h后,溶解率可以达到23.2%。扫描电镜照片显示,复合纤维降解24 h后,聚乳酸层厚度越小,纤维降解程度越高,在皮芯比例为20/80的复合纤维中,聚乳酸层大量开裂,造成芯层的聚乙醇酸沿纤维轴向降解断裂成小段。热性能结果显示,聚乳酸结晶度随降解时间延长而增大,而聚乙醇酸结晶度随降解时间延长先增大后减小。广角X射线衍射结果显示,复合纤维中聚乙醇酸晶粒尺寸较小,尤其是c轴长度仅为约34 nm。纤维强度保持率和降解液的pH值都与皮层厚度成正比。本工作为暂堵剂制备提供了新途径。

聚乳酸在医疗领域的应用

生物可降解聚乳酸(PLA)因其生物相容性和可降解性成为医疗领域中理想的材料。文章介绍了PLA独特的物理化学性质,并探讨了PLA在医疗领域的多种应用,包括缝合线、骨修复材料、药物缓释系统、组织工程支架等。同时,还简要概述了目前PLA的不足和未来的研究方向。

熔融共混制备尼龙6/纳米SiO_2复合材料与性能研究

通过熔融共混将表面经硅烷偶联剂改性处理的纳米SiO2与尼龙6(PA6)切片共混,以双螺杆挤出机制备了纳米SiO2增强尼龙6复合材料,其中,纳米SiO2的质量分数为2.5%;借助差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)、数控毛细管流变仪等仪器研究了其热学性能与流变性能.结果表明:经硅烷偶联剂表面改性处理的纳米SiO2分散性好,制备的尼龙6/纳米SiO2复合材料热稳定性有所改善、结晶度下降、熔体黏度的切敏性增加.

原位聚合尼龙6/纳米SiO_2复合材料的研究

将经湿法处理的纳米SiO_2处理液直接加入到己内酰胺反应物中,原位水解开环聚合制备了尼龙6/纳米SiO_2复合材料,表征了该纳米SiO_2复合材料的相对分子质量、结晶结构和热性能等。结果表明,尼龙6纳米SiO_2复合材料随着纳米SiO_2含量的增加,尼龙6的相对分子质量降低,结晶度与熔点略有下降,储能模昔幅度提高。

紫外光对聚丙烯纤维结构和拉伸强度的影响

通过紫外光加速老化、自然老化实验处理聚丙烯纤维试样,研究了处理前后试样的结构和拉伸强度,探讨了聚丙烯纤维光老化的机理.结果表明:紫外光加速老化使聚丙烯纤维的拉伸强度明显降低,分子质量明显下降,结晶度变化不大、取向度呈明显下降趋势.红外谱图显示:1 725 cm-1附近出现了羰基吸收峰;SEM显示:试样表面微观形貌变得粗糙、出现斑点,甚至出现了沟槽等.试样自然老化与紫外光加速老化的结果基本相同.聚丙烯老化的化学反应导致分子质量下降、并生成了具有羰基的化合物.

PA6/纳米TiO_2复合亚微米级纤维的制备及拉伸性能

以甲酸与冰醋酸的混合液作为溶剂,通过静电纺丝方法制备了PA6及PA6/TiO2的复合亚微米级纤维.用旋转黏度计、导电率仪测定了溶液的黏度、导电率;用扫描电子显微镜(SEM)、力学试验机研究了TiO2对溶液的可纺性、纤维的形貌、纤维力学性能的影响.结果表明:用上述方法可以制得直径小于200 nm的亚微米级纤维;随纳米TiO2加入量的增多,TiO2的团聚现象加重,溶液的可纺性下降,但不影响纤维的直径;纳米TiO2的少量加入,可以在一定程度上提高纤维的强度;加入1%的TiO2时,不仅溶液的可纺性好且纤维的拉伸强度最大.

80dtex/72f立构复合聚乳酸纤维制备及结构性能研究

以等比例聚L-乳酸(PLLA)和聚D-乳酸(PDLA)熔体,采用熔体计量混合熔融纺丝法制备了立构复合聚乳酸POY纤维(Sc POY),再经牵伸和热定型处理工艺,得到规格为87dtex/72f的ScFDY纤维。经差示扫描量热法(DSC)和广角X射线衍射法(WAXD)研究结果表明:Sc POY纤维中形成少量的立构复合晶体结构,Sc FDY纤维在固态高温定型的过程中形成绝大部分的立构结构,且随着处理温度的升高,立构复合晶含量增加,后处理的温度越高越有利于立构复合结构的形成,但是这样会造成随着定型温度提高,立构复合晶含量增加,力学性能却有所降低。Sc FDY纤维表现出较好的力学性能,断裂强度可以达到2.58 c N/dtex。

聚对二氧环己酮(PPDO)熔融加工性能研究

为探究聚对二氧环己酮(PPDO)的熔融加工性能,采用差示扫描量热法(DSC)研究了PPDO的热性能以及非等温、等温结晶性能;利用熔体流动速率仪和毛细管流变仪研究PPDO的熔体流动性能。结果发现,PPDO的非等温结晶过程呈现一次结晶趋势,而等温结晶过程则呈现明显的二次结晶,且结晶温度达到90℃时,二次熔融曲线由双熔融峰变为单熔融峰;熔体流动性研究表明,当特性粘度超过1.3d L/g后,PPDO会在剪切速率为200s-1左右发生明显的熔体破裂,挤出样条表面呈鱼鳞状。这对PPDO的熔融纺丝加工过程具有指导意义。

热致液晶聚芳酯纤维制备研究进展

热致液晶聚芳酯(TLCP)纤维是极具市场潜力的一种高性能纤维。针对其加工均匀、可控性低的问题,从可成纤TLCP基本性能及熔融纺丝法制备TLCP纤维工艺要素,诸如剪切速率、喷丝头拉伸、初生纤维热处理等方面,综述了TLCP纤维制备研究进展,并通过表面改性、原液着色等手段改善TLCP纤维的性能,展望其广阔的应用前景。研究表明,通过对TLCP分子组成、结构调控及有机、无机改性等方法,可提高原料可纺性并降低成本,辅以纤维端加工设备和关键技术的开发,有望实现TLCP纤维规模产业化。

医用缝合线现状及其抗菌发展趋势

作为一种最常用的医疗耗材,手术缝合线在伤口缝合、组织对接、腔管结扎、关节固定、创面修复等领域都发挥了不可替代的作用。依托于缝合线品类众多的特点,在可吸收与不可吸收两方面对缝合线种类及其应用情况进行了概述,并进一步介绍了抗菌缝合线发展现状,以期能够为手术缝合线功能完备化发展提供参考。

立构复合聚乳酸纤维的制备工艺路线及其结构性能研究

采用左旋聚乳酸(PLLA)和右旋聚乳酸(PDLA)按质量比11经混合器混合制备备立构复合聚乳酸(ScPLA)粉末,探讨从全立构复合结构原料出发直接制备ScPLA纤维的可行性;采用复合纺丝法,将PLLA和PDLA熔体按质量比11充分混合,制备ScPLA预取向丝(POY),再经不同的热拉伸和热定型处理工艺,得到不同立构复合晶体含量的ScPLA全拉伸丝(FDY),研究了ScPLA纤维的热学性能、结晶结构、取向度及力学性能。结果表明:先制备ScPLA再直接纺丝制备ScPLA纤维,在ScPLA的制备及纤维加工过程中存在降解,加工效率低;复合纺丝工艺中,PLLA和PDLA熔体的充分均匀混合和合理的拉伸、热定型工艺是制备较高立构复合晶体含量ScPLA纤维的关键;采用复合纺丝法制得的ScPLA POY含有少量立构晶,制得的ScPLA FDY的立构晶含量及取向度随热定型温度的提高都增大,力学性能却略有降低;160℃热定型得到的ScPLA FDY的取向因子为0.72,断裂强度为3.16 cN/dtex;180℃热定型得到的ScPLA FDY的取向因子为0.73,断裂强度为3.11 cN/dtex。

生物基聚羟基烷酸酯纤维制备进展

聚羟基烷酸酯是通过细菌发酵制备的生物基可生物降解材料,目前已发展至第四代。以生物基聚羟基烷酸酯的成纤性能和方法为切入点,根据其物理特性,综述了其在纤维制备,尤其是熔融纺丝方向的研究进展和局限性,并对其纤维规模工业化生产的途径进行了展望。通过原料端对聚羟基烷酸酯的组成及分子结构调控,辅以有机、无机改性手段,及纤维端对加工设备和关键技术的开发,有望实现聚羟基烷酸酯纤维的规模化工业制备。

细旦聚苯硫醚纤维的制备及性能

从喷丝板孔径与熔体稳定性的关系角度出发,用高压毛细管流变仪研究了聚苯硫醚(PPS)熔体流经不同直径毛细管时的流变性能;选取不同孔径48孔喷丝板,制备了细旦PPS纤维,探讨了喷丝板孔径对PPS纤维力学性能、结晶与取向性能的影响。结果表明:PPS熔体为切力变稀型流体,当剪切速率达到7000~8000 s^(-1)时,黏流活化能仅4.07 kJ/mol,开始表现为切敏型,黏度随温度的变化已不明显,且PPS熔体结构黏度指数随着毛细管直径的减小而减小;在纺丝速度1000 m/min、纺丝温度315℃下纺制单丝线密度为0.8 dtex的细旦PPS纤维时,喷丝板的最佳孔径为0.20 mm,长径比为3(对应的剪切速率为7700 s^(-1),喷丝头拉伸比为131),制得的纤维断裂强度达到4.7 cN/dtex,结晶度为62.9%,声速取向因子为0.69。

“三明治”结构的可复用医用防护服面料的性能研究

文章介绍了自制“三明治”结构的可复用防护服面料,面料内外防护层为涤纶经编织物,中间阻隔层为聚四氟乙烯(PTFE)微纳米多孔膜,并对该复用防护服面料的服用性能和防护性能进行了研究。结果发现,制备的复用防护服面料具有良好的易去污性、耐磨性、抗撕裂和抗穿刺性能,满足重复穿着的力学性能和卫生洁净要求。“三明治”结构可以很好地保护中间的阻隔层,表面磨损后面料仍可以保持70%以上的过滤效率。经过20次重复洗涤、消毒和灭菌后的复用防护服面料的关键防护性能仍满足GB 19082-2009的指标要求。

原液着色技术在纤维着色、发光应用研究中的进展

文章以原液着色技术为切入点,根据其加工特点,综述了其在纤维着色、发光应用研究中的进展。原液着色技术作为一项纤维、织物着色加工技术,是简单高效且具有可持续性发展潜力的,但是其局限性也比较明显,着色剂可选择范围窄,颜色较为单一的弊端亟待解决。新型着色剂、可以发出靓丽光的发光材料等的开发将是拓宽原液着色技术使用范围的新途径。

立构复合聚乳酸纤维制备方法研究进展

立构复合能使聚乳酸熔点提高约50℃,从而可制备耐热性能更优的聚乳酸纤维。基于此,文章综述了溶液纺丝法、静电纺丝法及熔融纺丝法制备立构复合聚乳酸(ScPLA)纤维的进展,并就聚乳酸立构复合结构的特点、形成因素等进行了分析。现有研究表明,左旋聚乳酸(PLLA)和右旋聚乳酸(PDLA)大分子链充分混合及缩短热定形形成立构晶的时间是工业化生产立构复合聚乳酸纤维的关键因素。熔融纺丝法制备立构复合聚乳酸纤维具有工业化潜力,但仍需探索实现上述两个关键因素的方法。

聚苯硫醚纤维集合体的制备与应用进展

综述了PPS纤维的性能,探讨了PPS纤维集合体的制备方法,包括熔融纺丝、熔喷、熔融静电纺丝等的研究进展,并介绍了其在环保、新能源和工业过滤等领域的应用。旨在进一步扩大PPS纤维集合体应用范围,使其在更多领域发挥独特优势,为现代工业的发展提供基础支撑。