[发明专利]一种驻极体聚乳酸熔喷非织造材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种驻极体聚乳酸熔喷非织造材料的制备方法，属于纺织材料技术领域。本发明将无机驻极体材料纳米氮化硅和聚合物聚四氟乙烯通过机械分散法复合作为填料，在温度较高或潮湿的环境下能有效提高复合材料的电荷储存能力，以及避免驻极体团聚现象的发生，提高产品的使用寿命，将复合填料和聚乳酸进行熔融喷丝处理，然后经过开松、除杂、梳理、铺网、预针刺、水刺、热轧等处理，制备了非织造材料；本发明将无机驻极体材料纳米氮化硅和聚合物聚四氟乙烯通过机械分散法复合作为填料，在温度较高或潮湿的环境下能有效提高复合材料的电荷储存能力；驻极体填料与聚乳酸复合，使得聚乳酸非织造材料表面静电电位升高，电荷贮存能力增强。

技术领域

本发明涉及一种驻极体聚乳酸熔喷非织造材料的制备方法，属于纺织材料技术领域。

背景技术

熔喷法是一种一步法生产非织造材料的工艺，它是将热塑性树脂料粒熔融后，并在高速热空气的作用下将喷出的纤维牵伸而制成超细纤维，然后铺网得到非织造材料。熔喷非织造材料具有纤维细度低、纤网均匀性好等特点，且结构蓬松，具有较好的过滤性能，经过驻极工艺处理后的熔喷非织造材料，其过滤效率可以得到大幅度提高。聚丙烯由于其结构特点而具有良好的存储电荷能力，因此，它成为熔喷非织造的主要原料，聚乙烯和聚酰胺等高聚物也可作为其原料。

随着人类环保意识的不断提高和资源危机的日益紧迫，一些可降解和可再生的高分子材料应运而生。其中，聚乳酸的制备、加工及应用研究最为活跃。聚乳酸可根据其分子量的不同而适用于药物缓释材料或者塑料、纤维和薄膜等材料的制备，且已成功应用于气流成网、湿法成网、水刺和针刺等非织造材料的工业化生产，但在熔喷法非织造材料中的应用仍处于实验室阶段，尚未投入产业化生产。

熔喷法非织造材料是通过将高聚物母粒或切片在螺杆挤出机中熔融，经喷丝形成纤维状，同时采用高速热气流对其牵伸，使其形成极细的短纤维，并由于其互相粘连作用而在网带上形成纤网。对熔喷非织造材料结构及性能影响较大的工艺参数主要有挤出量、侧风温度、网带速度、接收距离、喷丝板高度和狭缝距离等。其中计量泵的挤出量和狭缝宽度是粗略调整产品质量时的主要影响因素，一般地，挤出量越小，狭缝宽度越小，纤维越细。侧风温度、接收网带速度和纤网接收距离等参数是对产品质量进行微调时的主要影响因素。一般地，侧风温度越高，纤维越细；网带速度越慢，产品的克重越大，厚度越大，纤网的孔径越小，但产品手感较硬；接收距离越小，纤网越密，但纤维会变粗。因此，实际生产时应平衡考虑各工艺参数的影响，才可生产出质量合格的产品。

熔喷法非织造材料的流程简短，生产效率高，从投料到产品产出时间短，省时省力，成本较低，成为一种主要的非织造材料生产方法。目前，熔喷非织造材料主要以聚丙烯为原料。聚丙烯熔喷非织造材料由于其纤维直径小、比表面积大、孔隙率高等特点，经过高压驻极处理后，具有较好的过滤出性能。因此，其主要应用于空气过滤、电池隔膜、吸油材料和保暖絮片等领域。

为了提高熔喷非织造材料的驻极效果和表面静电荷持久性，驻极体逐渐被应用于非织造材料中。驻极体是指在外界不存在电场的情况下，能保持电极化并在其周围永久地连续形成电场的物质。广泛地，把能够长期储存电荷的电介质材料称为驻极体。驻极体材料有机驻极体材料、聚合物驻极体材料和生物驻极体材料，自然界中的电气石是典型的无机矿物驻极体材料。在温度、压力变化的情况下，电气石晶体易产生电势差，使周围环境发生电离，产生移动的空气负离子。这些负离子可以将负电荷输送给细菌、灰尘和烟雾等微粒，使电荷与这些微粒结合，因此，可以达到杀菌、除尘的作用。

聚乳酸可从再生资源淀粉中获得，不但具有非极性高聚物的特点，在常温下具有良好的耐气候性，且是环境友好型材料，易降解。因此，采用聚乳酸作为原料制备驻极体熔喷非织造材料，具有以下特点：

（1）聚乳酸的原料为玉米等农作物，是一种可再生资源，因此，可以缓解石油、煤炭等不可再生资源日益枯竭的危机。

（2）聚乳酸熔喷非织造材料的纤维直径可达3μm～10μm，因此，具有较好的过滤效率，且材料在废弃后易降解，可减少对环境的污染。