目前，熔喷法采用的原料大部分是聚丙烯（PP）、聚酰胺（PA）、聚酯（PET等）、聚氨酯（PU）、聚乳酸（PLA）和聚苯硫醚（PPS）等。其中，PP是目前熔喷非织造材料中使用最多的一种高分子材料，具有质轻价廉、拉丝性能好、无毒、无味且机械强度高等优点。
 

 

1 PA
 

        随着PA在各行各业中的广泛应用，其优异的力学性能、亲水性、润滑性、耐磨性、耐腐蚀性以及易于加工成形性越来越为人们所熟悉。 Xing等将多元聚酰胺单体按照一定比例进行共聚，对该材料进行流变性能测试分析，随着温度的升高，多元共聚酰胺熔体各链段运动加快，流变性能得到提高；与此同时，各链段之间相互作用力减弱，具体表现为共聚体系熔体黏度相应降低，为其应用于熔喷生产工艺加工为低熔点多元共聚酰胺网膜材料提供了指导。东华大学陈廷等以PA熔喷非织造布作过滤材料用为出发点，对熔喷工艺参数和纤维直径的关系进行了一系列探讨。结果表明：随着聚合物流量下降、聚合物初始温度提高、气流初始速度和接收距离加大，PA熔喷纤维直径减小，当聚合物流量为0.085 g/s，聚合物初始温度为190 ℃，气流初始速度为325 m/s，接收距离为110 mm时，最小纤维直径测量值为3.30 μm，此工艺可大大提高PA熔喷非织造材料的过滤性能。但是，过高的气流初始速度和接收距离不利于PA熔体的牵伸。Dorigato等以PA6为原料，通过与有机改性纳米粘土（OMC）共混造粒制得不同比例的PA6/OMC复合熔喷切片，并采用熔喷技术生产出PA6/OMC新型复合熔喷非织造材料，对其表面结构形态、热力学行为特征等进行了测试。结果表明：纳米粘土均匀地分散于PA6基质中，加入有机改性粘土（OMC）后，制备的非织造材料中PA基体成核机制受到影响，并且其结晶峰向更高的温度变化，与此同时，非织造材料的强力得到显著提高，一定程度上改善了PA的综合性能。

 

 

2 聚酯
 

        近年来诸多聚酯类高分子材料成功应用于熔喷非织造材料的生产。Ke等采用低温等离子体为引发手段对聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）熔喷非织造材料进行表面处理，利用红外光谱和拉曼光谱等测试条件对材料表层化学结构的变进进行了表征，结果表明：在接枝共聚反应后，酯羰基峰强度明显增加，这表明丙烯酸成功接枝到了PBT熔喷非织造材料表面。由于极性基团的引入以及等离子体化学活性的薄膜沉积和刻蚀机理，该材料表面润湿性能得到极大提高，明显改善了材料利用率低等问题，同时其可以有效阻滞和吸附白细胞，满足白细胞滤器临床使用的要求，此研究拓展了PBT材料在医疗卫生领域的应用，对其他高分子材料也有一定的借鉴意义。近几年热塑性新型聚酯材料异军突起，聚酯新品种聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）是研制开发的热点，它不仅具有PBT的优点，也具有PA的某些性质。Zhang等以PTT为原料，研究了熔体温度、空气温度、气流速率和接收距离等生产工艺，并在此基础上采用Reicofil双组分熔喷非织造布生产线生产出PTT/PP熔喷非织造材料，与传统单组分圆形光滑熔喷纤维相比，其纤网为异形截面结构，纤维较卷曲，具有超强的阻隔性和耐热性，具有广泛的应用前景，是目前国际上合纤新品种开发的热点。

 

 

3 热塑性聚氨酯（TPU）
 

        TPU为主链含—NHCOO—重复结构单元的一类弹性体聚合物，已成为当今用量较大、发展速度较快的聚合物之一。用其加工出的熔喷非织造材料，不仅具有传统熔喷非织造材料的特点，而且具有良好的力学性能、弹性、延伸性和疲劳性，应用前景十分广阔。YEŞİL及其团队通过调整风压、接收距离和空气冷却工艺探究了其对TPU熔喷非织造材料气体渗透性能的影响。实验结果表明：当接收距离增加时，TPU熔喷非织造材料结构孔径将会增加，导致气体渗透性能提高。当风压增加时，较快的空气流动速率和纤维冷却速率将会引起纤维固化，产品的透气性能下降。同时，空气冷却工艺提供冷气流可以得到致密的纤维结构，降低纤维结晶程度，透气性能下降。Han等就TPU熔喷弹性非织造材料生产过程中的工艺条件与产品力学性能的关系进行了探讨和分析。实验证明：在一定范围内，随着熔体温度和空气压力的增加，纤维间接触更加充分，彼此粘合缠结能力加强，纤维间相对阻力增大，力学性能显著提高，同时由于加工过程中高速高温气流对纤维进行纵向牵伸，产品纵向强度和延伸性均较横向优异；但当熔体流量增大时，产品力学性能降低，主要原因是聚合物熔融不够充分，纤维不能得到很好的牵伸。在弹性熔喷非织造材料领域，美国和日本等发达国家较早投入了大量的基础研究，技术水平处于世界领先地位。近些年，日本Kanebo公司以TPU为原料生产了高附加值弹性熔喷非织造材料，纤维直径分布于20 ～ 40 μm之间，最大拉伸率可达700%。我国在该领域起步较晚，但目前也取得了不错的发展，东华大学研发了一种TPU弹性材料，最大断裂伸长率达到500%，且在50%的伸长条件下弹性回复率可超过90%，已取得了专利。

 

 

4 PLA
 

        随着人们环保意识逐步提高，诸如PLA等生物降解材料越来越受到相关研究者的关注。美国田纳西大学纺织品和非织造布研究中心对PLA作为熔喷工艺原料的可行性进行了相关研究和论证，引起了众多相关研究人员的极大兴趣。东华大学柯勤飞团队结合前期文献报道对改进熔喷工艺参数优化PLA非织造材料过滤性能等关键问题进行了系统的分析和论述。天津工业大学刘亚等对PLA熔喷非织造材料的加工工艺参数也进行了详细介绍，并通过SEM电镜观察、过滤性和透气性测试进一步研究了其与PLA纤网过滤性能之间的关系。测试结果表明：PLA切片干燥程度（PLA易吸湿）、熔喷模头温度、热空气温度和狭缝宽度等工艺条件很大程度上影响了PLA熔喷非织造材料的过滤性能，当纺丝温度为220 ℃时，其纺丝效果最佳；随着热空气温度和狭缝宽度的增加，纤维直径变大，卷曲变小，过滤性能和透气性能均有所下降，这些测定结果对于PLA熔喷非织造材料应用于商业化生产具有重要的参考意义。Yu等使用驻极体电气石对熔喷用PLA进行改性处理制备出PLA复合材料，并对其热性能及可纺性进行了测试。结果表明：在一定的范围内，电气石的加入可以提高PLA复合材料结晶度，其可纺性则呈下降趋势；当电气石含量进一步增加时，其结晶度有所降低，可纺性却得到改善。

 

 

5 PPS

 

        PPS作为一种新型高性能热塑性树脂，由于具有耐高温、耐腐蚀、机械性能优异等特点，可适应于恶劣环境中作过滤材料，因此很有发展前景，可广泛应用于化工滤料、燃煤锅炉和垃圾焚烧炉等领域。美国Celanese AG公司研发出一种熔喷级PPS树脂（Fortron PPS0203HS），据悉该原料在通常使用PP原料的熔喷设备上就能加工成非织造材料，纤维直径大都分布在 2 ～ 4 μm之间。东华大学柯勤飞团队、天津工业大学李振环和四川省纺织研究院王桦分别以Ticona公司生产和自己合成的熔喷级PPS为原料，对其进行预结晶处理，采用共混挤出机将其制成圆形切片，并通过ARES-RFS型高级旋转流变仪对其黏度、剪切速率、非牛顿指数n和黏流活化能E η 等参数进行了测试分析。结果表明：PPS熔体在低剪切速率下表现出牛顿流体流动行为，在较高剪切速率下呈现切力变稀现象，为假塑性流体。随着温度的升高，PPS熔体自由体积膨胀，各个链段分子热运动能力加强，分子间相互作用力相应减弱，n值和流动性得以提高，其趋向于牛顿流体，由于PPS分子主链中大量苯环的存在使其分子刚硬，因此其黏流活化能随剪切速率的增加有所提高，表现出较大的温度敏感性，这些结论为高性能PPS树脂更好地应用于熔喷非织造材料成形加工提供了重要依据。Jr等对PPS熔喷非织造材料生产过程中纤维收缩性问题进行了探究，指出可以通过减慢PPS纤维冷却速度引发聚合物产生结晶从而尽可能降低纤维收缩率，并且提高熔喷工作车间温度和增加PPS纤网重量对于最大限度减小纤维收缩率具有重要意义。