载中药聚乳酸多孔纳米纤维医用敷料

为构筑人体可吸收、抗菌消炎且轻薄柔软的可用于伤口愈合的医用敷料,以聚乳酸为原料,掺杂板蓝根(RI)、柴胡(BC)和茶多酚(GTP)等中药成分,采用氯仿与丙酮二溶剂体系,借助静电纺技术制备聚乳酸(PLA)多孔纳米纤维载中药敷料。通过扫描电镜、红外光谱仪、X射线衍射仪(XRD)和接触角测试仪等手段分析了载中药敷料的微观结构、润湿性能、保水吸液性、抗菌性以及体外降解性能等。结果表明:采用氯仿和丙酮二溶剂体系制备的载中药敷料其纤维具有多孔特征,纤维直径为747~1 550 nm。敷料中所载板蓝根、柴胡、茶多酚与聚乳酸间并未发生负面改性的化学反应。载板蓝根、柴胡、茶多酚的敷料在载药量为3%时对金黄色葡萄球菌抑菌率分别为79.2%、82.5%、75.7%,对大肠杆菌抑菌率分别为79.1%、80.2%、73.9%。同时,较纯聚乳酸敷料,载中药敷料具有较好的透气性和体外降解性,其保水吸液性均提高20%以上,适合用作伤口敷料。

树枝状聚合物对聚乳酸熔体微分电纺纤维膜的增韧改性研究

采用树枝状聚合物CYD-T151为增塑剂,通过熔融共混方式对聚乳酸(PLA)进行改性,探究了CYD-T151含量、纺丝温度和纺丝电压对熔体微分电纺PLA及PLA/CYD-T151纤维平均直径、直径分布和纤维膜拉伸力学性能的影响。结果表明,树枝状聚合物CYD-T151的加入可有效提高PLA的熔体流动性,降低纤维细度,当CYD-T151含量(质量分数,下同)为1.25%、纺丝温度为240℃、纺丝电压为55 kV时,熔体电纺纤维的纤维平均直径为1.360μm,较纯PLA减小了49.72%;树枝状聚合物CYD-T151作为增塑剂,可有效提高PLA熔体电纺纤维膜的韧性,当CYD-T151含量为1.25%,纺丝温度为240℃,纺丝电压为55 kV时,PLA/CYD-T151纤维膜的抗拉强度和断裂伸长率分别为11.50 MPa和92.33%,较纯PLA提高了4.07%和13.99%。

聚乳酸纤维在纺织中的应用

聚乳酸来源于玉米、小麦、甜菜、木薯以及有机废弃物等原料,具有生物安全性、生物相容性、生物可降解性等特征。聚乳酸纤维的原料来源可再生,产品亲肤,废弃物可生物降解降解产物为二氧化碳和水。在实现“双碳目标”的今天,由聚乳酸制成的纤维在纺织物品中有广泛市场。通过介绍聚乳酸纤维几种加工方式,介绍聚乳酸纤维的优点,结合百姓生活中的应用案例分析,聚乳酸纤维与人们的生活息息相关,在纺织物品或其他领域中的应用比例将逐步增大,迎来一个重要的发展时期。

气流场驱动喷射3D打印熔融聚乳酸微细纤维及表面浸润性调控

提出了一种高速气流场驱动喷射高效三维(3D)打印熔融聚乳酸微细纤维的方法,分析了高速气流致熔融材料剪切破碎原理,研究了打印工艺中供料气压、气流流速、打印高度等关键参数对微细纤维直径分布及结构孔隙率、截面尺寸的影响规律。并对所获得的聚乳酸微细纤维进行了表面浸润性测试。结果表明,该工艺相对于静电纺丝等微细纤维制造方法,加工效率提高10倍以上。通过控制不同的打印参数,可以有效实现纤维直径在6~18μm、孔隙率在55%~96%范围内的有效调控。通过3D打印工艺,可实现具有宏观路径可控、微观具有高孔隙率微纤维结构的制作。表面浸润性结果显示,打印微细纤维由于材料分子基团及高孔隙率综合作用,具有疏水性及粘附性特征,通过对微观局部进行亲水处理,实现了同一材料局部疏水和亲水共存结构的制作,证明了该方法表面浸润性调控的有效性。

花生壳微晶纤维素改性聚乳酸的性能及机理

花生壳采用碱解、酸解、脱色等处理后制得微晶纤维素(MCC),将其作为填料加入到聚乳酸(PLA)中,通过溶液流涎成膜的方法制得不同MCC含量的MCC/PLA复合膜。分析了碱解过程中氢氧化钠浓度对MCC收率的影响、MCC含量对MCC/PLA复合膜性能的影响及其作用机理。利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、万能力学试验机等对MCC及MCC/PLA复合膜结构及性能进行表征和分析。结果表明,花生壳通过碱解、酸解、脱色等处理,将木质素等物质大量去除,制得MCC;MCC的加入,影响了PLA结晶结构的规整度及完善程度,降低了复合膜的熔融温度;随着MCC含量的增加,MCC/PLA复合膜的拉伸强度和断裂伸长率呈先增加后降低的趋势,均大于纯PLA的拉伸强度和断裂伸长率。当MCC的含量为5.6%时,MCC/PLA复合膜的拉伸强度为36.5 MPa,断裂伸长率达到最大值1.7%,与纯PLA相比,分别提高了52.1%和30.8%;SEM结果表明,该含量的MCC在PLA中分散均匀,复合膜光滑平整。

聚乳酸异形纤维熔融纺丝及性能研究

以聚乳酸(PLA)切片为原料,采用异形喷丝板,通过熔融纺丝、拉伸两步法制得PLA异形截面纤维。通过对PLA切片的DSC热分析确定纤维纺丝成形温度,并用显微镜分析了纤维的截面形态,研究了不同拉伸倍数下PLA纤维性能。结果表明,PLA纤维为类十字形异形截面纤维,相对径向异形度为37%,纤维表面平滑,且有明显的棱状凸起。拉伸倍数越大,断裂强度和取向因子都增大,而断裂伸长率下降。

界面阻燃化玻璃纤维协同聚磷酸铵增强阻燃聚乳酸

采用3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对短切玻璃纤维(GF)进行氨基化处理,得到表面富含氨基的GF-KH550,以三乙胺为缚酸剂和催化剂、POCl_(3)和4,4-二氨基二苯甲烷为反应单体,在GF-KH550表面原位聚合,获得超支化聚磷酰胺界面阻燃化玻璃纤维(GF@HBPN),采用FTIR、XPS、SEM、TGA对其进行了表征。GF-KH550、GF@HBPN单独或与聚磷酸铵(APP)作为阻燃剂用于聚乳酸(PLA)复合材料(GF-KH550/PLA、GF@HBPN/PLA、APP/GF@HBPN/PLA)的制备。对复合材料的热稳定性、力学和阻燃性能进行了测试。结果表明,与PLA相比,GF-KH550/PLA的拉伸强度明显提高,但GF的“烛芯效应”严重恶化了其燃烧性能;GF@HBPN/PLA复合材料的拉伸强度也有提高,且燃烧过程中GF表面形成的界面残炭抑制其“烛芯效应”,改善了其燃烧性能(UL-94V-2),但不足以达到理想阻燃效果。当APP质量分数10%、GF@HBPN质量分数为30%时,制备的复合材料10%APP/30%GF@HBPN/PLA的极限氧指数达到26.8%±0.2%、垂直燃烧等级为UL-94V-0级,且热释放速率峰值、总热释放量和平均有效燃烧热比PLA分别下降了31.39%、23.57%和18.80%,显示出优异的火安全性能。

酪蛋白胶束/聚乳酸静电纺丝复合纤维膜性质及其对黄芩苷的负载性能研究

黄芩苷是一种黄酮类化合物,具有抗炎、抑菌、抗病毒等多种药理作用,但其水溶性差,生物利用度低。为了改善黄芩苷的水溶性,该文利用静电纺丝技术制备负载黄芩苷的酪蛋白胶束/聚乳酸复合纤维膜,研究了其微观结构、疏水性、溶解特性和体外释放性等。结果显示,黄芩苷的添加对纤维微观结构影响不大。随着酪蛋白胶束添加比例的增加,纤维直径减小,成纤性能下降,当其与聚乳酸质量比达到2∶1时,纤维直径最小,成纤能力较好。红外光谱和X射线衍射结果分析表明,黄芩苷被包封在纤维内部。酪蛋白胶束改善了聚乳酸纤维膜的溶胀性和降解率。随着酪蛋白胶束添加量的增加,纤维膜亲水性增强,降解率增大,溶胀率减小,溶胀时间缩短。体外释放结果表明,酪蛋白胶束-聚乳酸纤维膜对黄芩苷有良好的控释效果。研究结果可为黄芩苷的负载提供参考依据。

以纺织品为目标的聚乳酸纤维研究进展

介绍了聚乳酸纤维的合成、性能,阐述了近年来面向纺织品领域的聚乳酸纤维共混改性和复合材料开发研究进展。通过改性和开发,增强了聚乳酸纤维在纺织品领域的性能和适用性,改善了材料的合成方法,推动了聚乳酸纤维进一步朝市场化发展。

硬脂酸-CaCO_(3)协同改性对植物纤维/聚乳酸复合材料力学性能的影响

以硬脂酸、CaCl_(2)、NaHCO_(3)和NaOH为原料,对植物纤维进行硬脂酸-CaCO_(3)协同改性,在纤维表面沉积CaCO_(3)颗粒和疏水的硬脂酸钙层,并通过造纸法制备改性植物纤维/聚乳酸(PLA)复合材料。结果表明,协同改性生成的硬脂酸钙包裹了CaCO_(3)颗粒并覆盖在植物纤维表面,提高了纤维的疏水性,复合材料的力学性能随c(硬脂酸)∶c(NaHCO_(3))的增加而先增加后减小;反应温度对复合材料强度影响较小;复合材料的抗张指数和耐破指数随c(NaOH)∶c(NaHCO_(3))的增加而先增加后减小,耐折度则持续减小;最佳改性条件为:c(硬脂酸)∶c(NaHCO_(3))∶c(NaOH)=4∶6∶6、反应温度75℃,此时制备的复合材料抗张指数、耐破指数和耐折度分别为51.0 N·m/g、3.56 kPa·m^(2)/g、244次。

丙基噁唑啉改性微晶纤维素增强增韧聚乳酸的研究

利用丙基唑啉(POZ)对微晶纤维素(MCC)进行化学改性得到酰胺化微晶纤维素(AD-MCC),AD-MCC与聚乳酸(PLA)通过熔融共混法制备AD-MCC/PLA复合材料。利用FT-IR、SEM、XRD、TG、万能试验机等研究了AD-MCC的制备条件,并考察了AD-MCC添加质量分数对AD-MCC/PLA的性能影响。结果表明,在甲醇钠催化下120℃反应8 h,可得到POZ接枝率为31.47%的AD-MCC;AD-MCC提高了MCC与PLA的相容性,使PLA力学性能显著提高;添加2.5%AD-MCC可使PLA复合材料的拉伸强度提高26%,断裂伸长率提高61%,冲击强度提高57%。

针织用聚乳酸纤维可纺性研究及性能分析

文章旨在比较市面上两种不同聚乳酸切片的可纺性差异,研究分析熔融纺丝前后切片与长丝性能的差异与影响因素。对聚乳酸低弹丝的微观形态、拉伸性能与取向度以及聚乳酸切片的分子量分布、热稳定性能、流变性能进行测试表征。结果表明:由1#切片制得的聚乳酸纤维截面较为致密紧实,具有更高的断裂伸长率、断裂强度、取向度以及结晶度,同时断裂伸长率与断裂强度的CV值较小,产品稳定性高,适合批量生产;纺丝温度较低时,1#切片可纺性更好,2#切片需要设置更高的纺丝温度来提高熔体的可纺性;2#切片的热稳定性能弱于1#切片,纺丝温度大于1#切片,造成热分解程度远大于1#切片,影响产品的机械性能。

高取向立构复合化聚乳酸超细纳米纤维膜的制备及长效驻极与滤除PM_(0.3)性能

利用聚L-乳酸(PLLA)和聚D-乳酸(PDLA)链之间建立的立构复合产生强的分子间相互作用,并通过高压电场极化和高倍取向拉伸赋予聚乳酸(PLA)纳米纤维高的取向和细化,同时促进电活性相(β相、立构复合晶)的形成.得益于高取向的纤维形貌和优异的电活性,高取向立构复合化PLA(AS-PLA)纳米纤维膜的介电常数和表面电位分别高达1.68和5.4 kV.同时,AS-PLA纳米纤维膜表现出卓越的过滤性能和摩擦电性能,特别是PDLA添加量为40%时制备的PLLA/PDLA40纳米纤维膜,即使在85 L/min的高气流量下对超细空气颗粒物(PM_(0.3))的滤除效率仍达到90.51%,且空气阻力仅为240.6 Pa,明显优于纯PLA纤维膜(滤除效率80.34%,空气阻力251.4 Pa).此外,在高湿度(RH=70%)和高强度呼吸气流(85 L/min)条件下,由AS-PLA纳米纤维膜作为摩擦电活性层组装的摩擦纳米发电机(TENG)过滤器仍显示出优异的PM_(0.3)去除效率,达到95.02%,远远超过普通PLA过滤器(去除效率仅为89.50%),表现出强的电荷再生能力.电活性的提高显著改善了纳米纤维膜的初始极化能力和摩擦电性能,在保证纤维膜初始电荷充足的同时可依赖摩擦电效应实现电荷再生,在不牺牲空气阻力的前提下实现长效过滤.

壳聚糖改性聚乳酸纤维的制备工艺与断裂强力研究

为改善聚乳酸(PLA)纤维的力学性能,对PLA纤维进行O_(2)等离子体-壳聚糖(CS)的联合整理,得到CS改性PLA(CS-PLA)纤维。分析研究了CS质量分数、反应温度和反应时间对纤维增重率及断裂强力的影响,探讨改性PLA纤维的最佳工艺条件,并对CS-PLA纤维进行了形貌和结构表征。结果表明,当CS质量分数为1.5%、反应温度为60℃、反应时间为8 h时,CS-PLA纤维的断裂强力较未改性PLA纤维提高了39.76%。扫描电镜图像显示经过复合处理后PLA纤维表面有一层均匀吸附的壳聚糖。傅里叶红外光谱表明改性后PLA纤维表面引入了羟基和氨基等官能团。X射线衍射分析显示改性后纤维结晶度增加。热重分析结果显示CS-PLA纤维的热稳定性强于未改性PLA纤维。具有优良力学性能和表面羟基与氨基官能团的CS-PLA纤维有利于PLA纤维染色性能和服用性能的提高。

载酶微球/聚乳酸复合纤维膜的制备及降解调控

为了调控聚乳酸纤维膜降解周期,制备了载酶微球/聚乳酸复合纤维膜,对不同载酶微球含量的复合纤维膜进行降解试验并测试复合膜在降解过程中的表面形貌、力学性能、化学结构、黏均相对分子量以及质量损失情况。结果表明:随着降解时间的增加,复合纤维膜表面逐渐粗糙并发生纤维断裂;力学性能、质量以及黏均相对分子量均逐渐下降;制得的复合纤维膜能够实现在20周~32周的降解调控,其中,载酶微球质量分数为2.5%的纤维膜在20周时基本完全降解。认为:在脂肪酶的作用下,载酶微球/聚乳酸复合纤维膜的降解速度逐渐加快,拓宽了医用聚乳酸纤维膜的应用范围。

功能型植物纤维增强聚乳酸复合材料研究进展

天然植物纤维增强聚乳酸复合材料具有天然环保、可生物降解、力学性能较好等特点,已经成为极具发展潜力的“绿色材料”。功能型植物纤维增强聚乳酸复合材料的研发对于提升复合材料附加值、拓宽应用领域具有重要意义。因此,综述了植物纤维增强聚乳酸复合材料在阻燃、耐候、隔音、保温隔热、抗菌、色彩以及抗静电等领域的研究现状和进展,分析了阻燃剂、抗老化剂、保温剂、抗菌剂、颜料以及导电填物等功能型助剂选择、内在功能性机理解析、产业化技术研发以及产品功能多样性等方面存在的问题,并展望了该领域的发展趋势,以期为进一步推动功能型植物纤维增强聚乳酸复合材料的研发提供科学依据。

银-铜双金属纳米粒子/聚乳酸复合纳米纤维膜的制备及其抗菌性能

为制备高效抗菌的生物可降解聚乳酸(PLA)静电纺丝纤维膜,首先利用L-抗坏血酸对银和铜的硝酸盐溶液进行化学还原,得到银-铜双金属纳米粒子(Ag-Cu NPs)。然后将Ag-Cu NPs与PLA纺丝液共混,通过静电纺丝技术制备了不同组成的Ag-Cu NPs/PLA复合纳米纤维膜,并对其形貌、结构、亲水性和抗菌性能等进行测试。结果表明:合成的Ag-Cu NPs的粒径约为32 nm,复合纳米纤维膜中Ag-Cu NPs被PLA基体包覆,且沿着纤维径向排列,纤维表面存在大量微小的孔洞;加入Ag-Cu NPs后,Ag-Cu NPs/PLA的水接触角略微降低,亲水性增加,且Ag-Cu NPs和PLA之间仅发生物理作用,未产生明显的化学作用;相比于纯PLA纳米纤维膜,Ag-Cu NPs/PLA的抗菌率明显提高,当纺丝液中Ag-Cu NPs相对于PLA质量为7%时,复合纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均达到99%。

新能源汽车内饰用麻纤维/聚乳酸复合材料老化性能研究

植物纤维强化的聚乳酸复合材料在显著提升了材料性能的同时,对缓解环境压力和能源问题具有积极影响,尤其在新能源汽车制造中,这种材料的应用大大推进了行业的绿色转型。基于此,聚焦于新能源汽车内饰中纤维改性聚乳酸复合材料的应用可能性,选择苎麻纤维与聚乳酸复合材料为研究对象,从材料的制备技术和其界面的湿热老化性能出发进行深入探讨。研究发现,在热水老化条件下,相较于5%NaOH处理,采用水处理的苎麻纤维聚乳酸复合材料展现出更优异的耐久性能,并且这种处理方法更加环保、操作简便,有望在新能源汽车领域广泛应用。

羊皮胶原蛋白-聚乳酸复合纳米纤维的制备与表征

为了研究具有生物相容性和可降解性的医用材料,采用静电纺丝法制备羊皮胶原蛋白-聚乳酸复合纳米纤维,探讨了纺丝速度、纺丝距离和纺丝电压对纺丝效果的影响,并对制备的纳米纤维进行扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、热重(TG)和差示扫描量热法(DSC)、体外降解、力学性能的测试。结果表明:羊皮胶原蛋白与聚乳酸的质量比为2∶8、纺丝速度为1.0 mL/h、纺丝距离为15 cm、纺丝电压为15 kV时,羊皮胶原蛋白-聚乳酸复合纳米纤维质量最佳,羊皮胶原蛋白与聚乳酸(PLA)有较好的结合;30 d之内复合纳米纤维的降解性优于纯PLA;复合纳米纤维膜平均横截面为0.076 mm^( 2)时,拉伸强度为3.549 MPa,断裂伸长率为8.69%;所制备的羊皮胶原蛋白-聚乳酸复合纳米纤维具有良好的生物降解性,可以拓展应用到医学领域。

竹质纤维形态对聚乳酸基竹塑复合材料性能的影响

为高值化利用竹材加工剩余物资源,以聚乳酸(PLA)为基体,竹粉纤维(BF)、竹屑纤维(BS)、竹原纤维(BN)与竹浆纤维(BP)为填料,采用密炼-注塑工艺制备了四种竹塑复合材料,研究了竹质纤维种类对其结构与性能的影响。研究结果显示,BP与BN纤维长径比更大,BS中颗粒形态较多,BF与BS质地较刚硬。BF、BN与PLA共混熔体的混炼扭矩更大,PLA/BP复合材料吸水率最大。BF,BS,BN与PLA的界面相容性较好,其添加改善了复合材料的力学性能,而BP添加降低了复合材料的力学性能。与PLA相比,在纤维质量分数为30%时,PLA/BF,PLA/BS与PLA/BN复合材料拉伸强度分别提高了17.85%,13.6%,11.89%,冲击强度分别提高24.33%,18.70%,35.57%,弯曲强度分别提高19.45%,21.45%,4.99%。PLA/BF复合材料的综合力学性能最优,其次为PLA/BS复合材料,PLA/BP复合材料最差。研究可为竹塑复合材料的开发与应用提供有益参考。