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生物基纤维在非织造质料中的应用

近年来,,,,生物基纤维在非织造质料中获得日益普遍的应用,,,,凭证质料的泉源和生产历程,,,,可将其分为四大类,,,,表 1为该类纤维在非织造质料中的主要应用情形。。

表 1 生物基纤维分类及其非织造质料

1 再生纤维素纤维及其非织造质料

再生纤维素纤维通过针刺、水刺、热粘合等方式可以制成非织造质料,,,,用于个人卫生护理、过滤等领域。。粘胶纤维具有优异的吸湿性、柔软性和缠结性能,,,,用途普遍,,,,但湿强低,,,,故常与其它纤维混淆制作非织造质料。。通过水刺工艺,,,,将其与木浆纤维混淆可制成可冲散湿巾,,,,与其它化纤混淆可制成面膜基布、汽车内饰等。。别的,,,,也可通过针刺工艺将粘胶纤维制成过滤质料,,,,如将其与壳聚糖一道混淆,,,,制备的质料具有抗菌性能,,,,是性能优良的敷料质料; ;;;;将其与麻纤维和PA6纳米纤维混淆制备的多层非织造质料,,,,较一般过滤质料具有更好的吸油过滤性能。。

Lyocell纤维具有优异的吸湿透气性,,,,可以通过水刺、针刺、熔喷等工艺来制备非织造质料,,,,用作过滤质料、面膜基材、生物组织工程质料等。。如将Lyocell纤维与粘胶纤维混淆通过针刺工艺制备的过滤质料,,,,比纯粘胶纤维制备的质料吸附性能更好,,,,比外貌积更大。。日本专利(专利号JP 2014073432-A)果真了一种过滤质料的制备要领,,,,将原纤化Lyocell纤维制成的纤网与直径为 1 ~ 8 μm的化纤短纤制成的纤网举行复合,,,,通过热粘合工艺可制成非织造过滤质料; ;;;;专利US 2013269294 A1果真了一种通过纳米Lyocell纤维、超细纤维和热熔纤维制备的多层非织造质料,,,,纳米级的Lyocell作为质料的顶层,,,,含量为总克重的40% ~ 80%,,,,超细短纤作为质料的下层,,,,含量为20%左右,,,,可以选用聚酯纤维、聚丙烯纤维、聚氨酯纤维等,,,,质料的克重为65 ~ 113 g/m2,,,,这种质料可以用于消毒质料、包装袋的制备。。

虽然粘胶纤维和Lyocell纤维具有优异的物理性能,,,,制成的水刺非织造质料对人体而言具有很好的恬静性,,,,但其产品的用途较量简单,,,,不敷多样化。。要使其应用领域更普遍,,,,应进一步探索其加工方式,,,,使产品越发多样化。。

2 再生卵白纤维及其非织造质料

再生卵白纤维由于受到机械性能的限制,,,,以是只能通过水刺、针刺等工艺制备非织造质料,,,,制备的质料具有优异的亲肤性和恬静性,,,,与人体相容性较好,,,,可用于卫生护理领域、生物工程领域等。。

胶原卵白纤维不但可以制备水刺非织造质料,,,,还可以通过针刺工艺来制备软骨组织。。但胶原针刺质料的力学性能较低,,,,因此其制成的软骨组织的机械性能也处于较低水平。。别的,,,,也可以通过静电纺丝来制备胶原纳米纤维,,,,用于制备生物支架质料,,,,其突出优点是在增强质料生化性能的同时不损坏其机械力学性能。。

接纳湿法纺丝获得再生卵白纤维或许需要60 h,,,,生产线太长,,,,能源消耗大,,,,且生产历程中需要的化学试剂许多,,,,对情形的污染较量大。。别的,,,,获得的纤维强力也较低,,,,倒运于生产加工,,,,需经事后处理才可应用于纺织领域。。因此,,,,进一步研究生产历程更环保、更节能的再生卵白纤维是突破点。。专利US 20130256942 A1中先容了一种越发节能、环保的生产牛奶卵白复合纤维的要领。。该专利接纳熔融纺丝工艺,,,,用一种塑化剂将从牛奶中提取出来的卵白质增塑在一起,,,,温度在室温至140 ℃之间,,,,然后在一定的压力下挤出成形获得牛奶卵白复合纤维,,,,塑化剂可以是水、甘油、多糖类物质等。。

3 生物基合成纤维及其非织造质料

PLA纤维具有优异的生物相容性和生物降解性,,,,可接纳干法、纺粘法、熔喷法成网,,,,之后通过针刺、热粘合的要领加固形成非织造质料,,,,用于医疗、包装质料、过滤质料、农用质料等领域。。

将PLA和亚麻纤维混淆,,,,接纳气流成网、热轧工艺制备非织造质料,,,,产品不但具有优异的生物降解性,,,,并且具备一定的物理机械性能,,,,可用于包装质料等。。PLA虽然具有优异的生物相容性和降解性,,,,但不具有抗菌性,,,,这也限制了其应用。。如将制备的熔喷PLA质料用卤胺化合物举行抗菌整理,,,,则其质料可用来制作医疗卫生用品、过滤质料等。。

PLA具有优良的生物降解性能,,,,因此也可用于农作物的笼罩膜。。现在已有研究团队制备出了一种PLA/PHA的复合非织造质料,,,,通过对其举行风化模拟测试,,,,确定此种质料可用作多季节的生物堆肥笼罩质料,,,,是替换古板农业笼罩物的优异选择。。

别的,,,,将静电纺制得的PLA纳米纤维划分直接复合在水刺非织造质料和熔喷非织造质料上,,,,制成PLA纳米纤维非织造复合质料,,,,质料的过滤性能将大幅度提高; ;;;;将熔喷PLA非织造质料举行驻极处理后,,,,质料的过滤性能也可显著提高,,,,但过滤阻力不会爆发太大转变。。有研究者指出,,,,简单的PLA熔喷非织造过滤质料虽然具有较高的强力,,,,可是无邪性较差,,,,若是使用PLA/PCL复合熔喷非织造质料,,,,则可在坚持过滤效果和强力的同时,,,,无邪性也会增强。。

PLA非织造质料虽具有优异的生物降解性能和生物相容性,,,,但其生产历程并不是完全绿色的,,,,并且由于受到自己物理性能的限制其非织造质料的应用领域有限,,,,以后可进一步优化PLA纤维的生产工艺,,,,使其越发绿色化; ;;;;也可进一步改善PLA的性能,,,,使其制备的质料应用领域越发辽阔。。

4 海洋生物基纤维及其非织造质料

海洋生物基纤维指纤维质料来自于海洋中的动植物,,,,如藻类,,,,虾、蟹的外壳等。。这类纤维一般具有优异的物理化学性能、生物相容性、抗菌性等,,,,可通过针刺工艺制备非织造质料,,,,一般用于医用敷料领域; ;;;;通过水刺非织造工艺制备的非织造质料,,,,一般用于个人卫生质料,,,,如面膜、纸尿裤等; ;;;;通过静电纺丝纺成微纳米纤维可用于生物组织工程质料的开发。。

4.1 海藻酸纤维

海藻纤维常接纳海藻酸盐与非海藻酸高聚物(如纤维素)共混纺丝制得,,,,在医疗领域具有很好的应用。。如将壳聚糖作为混凝剂制备的海藻纤维可进一步制备成医用敷料,,,,不但提高了敷料的强力,,,,也提高了其吸收性能。。除了制作敷料,,,,海藻纤维还可作为口罩、组织工程复合支架等的质料。。

海藻纤维非织造质料虽用途较多,,,,但由于海藻酸盐水溶液太粘稠,,,,纵然是在凝胶浓度以下,,,,聚合物链的缺陷以及分子间的斥力也会阻碍纤维链的形成,,,,使海藻纤维的加工有一定的难题。。已有文献提出了一种新型的纺丝要领,,,,用微流控的要领可以一连生产出具有沟槽的海藻酸长丝,,,,该要领本钱低,,,,操作简朴,,,,生产的纤维同样具有优异的生物相容性,,,,可以用于细胞支架质料的制备。。

4.2 壳聚糖纤维

壳聚糖纤维具有优异的抗菌性、可降解性和生物相容性,,,,一般接纳针刺工艺制成非织造质料,,,,可用于生物组织、过滤质料中。。

壳聚糖纤维可以增进纤维原细胞的快速增殖、胶原卵白的合成及血管化,,,,因此接纳针刺工艺制备的壳聚糖质料主要用于医用敷料领域,,,,且其本钱较低、生产速率较快。。该纤维还可以用于制备过滤质料,,,,接纳湿法成网工艺制备的过滤介质具有较好的过滤效果,,,,可用于替换废水废油的过滤质料。。通过静电纺制得的壳聚糖纤维由于具有优异的吸附性能,,,,可进一步制成非织造质料,,,,具有优良的过滤效果。。如将静电纺制得的纳米壳聚糖/PEO纤维与PP纺粘质料相复合,,,,制得的质料可用于液体或空气过滤。。

壳聚糖纤维虽具有多种优异的性能,,,,但制备历程中仍保存一些手艺瓶颈,,,,如脱乙酰度提高难题,,,,制备高纯度的壳聚糖受限; ;;;;壳聚糖纤维水溶性欠好,,,,短期内难以实现快速抑菌; ;;;;混淆、开松、梳理成网难题,,,,制备纤网受限等。。如能解决这些问题,,,,其应用领域可进一步拓宽。。现在已有团队研究改善其水溶性的要领,,,,且制备出的琥珀酰? ??蔷厶鞘且恢炙苄钥蔷厶,,,,性能更佳,,,,具有优异的水溶性,,,,可用于制备泡沫敷料等。。

海洋生物基纤维虽然质料泉源普遍,,,,具有优异的生物相容性和可降解性,,,,但其自己的一些性能特点也限制了其生长。。如海藻酸纤维的水凝胶性能太好,,,,导致纤维制备有一定难度; ;;;;壳聚糖纤维抑菌性优良,,,,因此大多只能用于制备医疗产品。。别的,,,,适合的工艺要领也较简单,,,,产品的适用领域也较窄,,,,这也成为了其以后其研究的偏向。。

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