【摘 要】
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熔喷非织造成型技术是一种高效、绿色和商业化的超细纤维非织造材料制备技术,其所生产的超细纤维非织造材料具有比表面积大、结构蓬松和孔隙致密的特性,已被广泛应用于医疗卫生、过滤分离和个人防护等领域。随着环境友好型生物基和生物可降解材料的快速兴起,以聚乳酸（Polylactic acid,PLA）为主要原料的超细纤维非织造材料逐渐受到人们的关注,展现出广阔的应用前景。然而,由于PLA固有脆性和较差的韧性,
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熔喷非织造成型技术是一种高效、绿色和商业化的超细纤维非织造材料制备技术,其所生产的超细纤维非织造材料具有比表面积大、结构蓬松和孔隙致密的特性,已被广泛应用于医疗卫生、过滤分离和个人防护等领域。随着环境友好型生物基和生物可降解材料的快速兴起,以聚乳酸（Polylactic acid,PLA）为主要原料的超细纤维非织造材料逐渐受到人们的关注,展现出广阔的应用前景。然而,由于PLA固有脆性和较差的韧性,导致PLA超细纤维非织造材料存在脆性大、力学性能差和难以长时间存放的不足,限制了PLA超细纤维非织造材料的发展与产业化应用。基于此,本文以聚乙二醇（Polyethylene glycol,PEG）为增塑剂,在对PLA/PEG聚合物特性分析的基础上,研究了PLA超细纤维非织造材料的后牵伸辅助熔喷成型工艺及其增韧机理。重点分析了后牵伸辅助熔喷成型工艺参数和PEG共混比例对PLA超细纤维非织造材料的形貌结构、结晶性能、力学性能、柔软性和液体润湿性能的影响规律。同时,制备了聚乳酸/粘胶基非织造复合材料,探究了不同复合结构对聚乳酸/粘胶基非织造复合材料形貌结构、力学性能、舒适性能和液体非对称传输性能的影响,为疝气补片、敷料和绷带等医卫用非织造材料的开发与制备提供了新思路。（1）DSC测试表明,PLA/PEG共混熔体的二次升温曲线呈现出3个吸热峰和1个放热峰。随着PEG的加入,PLA/PEG共混熔体的二次升温曲线峰值前移,这表明了PEG的加入对PLA的无定形相起到了很好的增塑作用,使PLA分子链的运动能力增强,促进PLA的结晶,加快结晶速率。动态热机械性能测试表明,PLA/PEG共混熔体在55℃～65℃之间呈现剧烈波动,PEG的加入可以降低PLA/PEG共混体系的Tg-DMA,比纯PLA的Tg-DMA（约为65.3℃）降低约9.2℃,说明了PEG与PLA之间具有良好的相容性。流变测试和熔体流动速率分析表明,PEG可以降低PLA的复数黏度,对PLA起到了增塑作用。同时PEG的加入提高了PLA的流动性。（2）采用后牵伸辅助熔喷成型工艺可以制备具有高度取向排列的PLA超细纤维非织造材料。牵伸过程中,PLA纤维逐渐沿着牵伸方向重新取向排列,纤维纵向取向角度逐渐减小,纤网幅宽逐渐减小。随着牵伸倍率的逐渐增大,纤维逐渐变细,平均纤维直径由4.2μm降低至2.8μm,纤维取向角度沿牵伸方向逐渐趋近于0°;样品的结晶度由1.22%提高至37.43%（30.7倍）,纵向强度由1.92 N/mm2提高至4.33 N/mm2（2.3倍）,样品的柔软性和液体润湿性能均有所改善。表明后牵伸辅助熔喷成型工艺可以提高PLA超细纤维非织造材料的力学性能。（3）PEG共混增韧PLA可以提高PLA/PEG共混体系流动性,随着PEG含量的增大,PLA/PEG超细纤维非织造材料的纤维逐渐细化,纤网均匀性提高,平均纤维直径由5.5μm下降至3.2μm。PLA/PEG超细纤维非织造材料的纵向模量增大至4.18 N/mm~2,横向模量增大至0.63 N/mm~2,样品的结晶度提高到17.82%,体现了较好的增塑作用。此外,PEG良好的柔韧性和亲水性可以有效改善PLA超细纤维非织造材料的柔软性和液体润湿性能,纵、横向柔性力值逐渐降低,柔性得分逐渐提高;PLA/PEG超细纤维非织造材料的水接触角降低至99.4°。（4）通过热复合工艺制备了兼具强度、柔性、液体非对称传输和单向导湿等优良特性的聚乳酸/粘胶基非织造复合材料,探究了不同复合结构对聚乳酸/粘胶基非织造复合材料形貌结构、力学性能、舒适性能和液体非对称传输性能的影响,为疝气补片、敷料和绷带等医卫用非织造材料的开发与制备提供了新思路。
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