“金三发·当盛”杯获奖作品亮相-绿色环保型TPVA/LMPA6海岛型超细纤维非织造材料

近年来，海岛型超细纤维非织造材料因其优异的综合性能而被广泛应用于各个领域，但传统开纤过程依赖化学试剂，造成环境污染和安全隐患。早期使用的“海”组分聚合物需大量有机溶剂溶解，既污染环境又存在易燃易爆风险；当前产业界常用的碱溶性聚酯（COPET）虽然解决了安全问题，但在高浓度热碱液分解过程中产生的污水COD高达10000-50000 mg/L，不符合国家绿色发展的要求。

为应对上述挑战，本作品创新性地采用水溶性聚乙烯醇（TPVA）作为“海”组分，低熔点聚酰胺（LMPA6）作为“岛”组分，制备了一种常温水溶、绿色高效的TPVA/PP定岛型海岛双组份超细纤维非织造材料。该材料不仅实现了无污染的开纤工艺，还具备良好的机械性能和多样的应用场景，为海岛型超细纤维的绿色发展提供了研究基础和技术示范。

二、原料与技术

2.1 原料

水溶性聚乙烯醇（TPVA）：由明新旭腾创新研究院有限公司提供，型号BT-280，醇解度88%。

低熔点聚酰胺（LMPA6）：购自通用技术新材中纺院天津纺科，型号CA2502。

2.2 工艺路线及方案

针对TPVA熔点与热分解温度接近的问题，通过精确控制纺丝温度（220-240°C）和牵伸倍率（1.2-3.0），本作品成功实现了TPVA与LMPA6的熔融复合纺丝。具体流程如下：

熔融挤出：将LMPA6和TPVA分别通过两个螺杆挤出机进行熔融。

喷丝成型：两种聚合物在进入喷丝孔前分离，在喷丝孔内瞬间接触并均匀混合，形成连续相包覆分散相的定岛型海岛纤维，岛数为37。

短纤切割与非织造加工：将形成的纤维切成短纤后，通过梳理-针刺非织造工艺制成TPVA/LMPA6海岛型超细纤维非织造材料。

图1展示了TPVA/LMPA6海岛型超细纤维非织造材料的制备工艺。

2.3 产品结构

电镜图片显示了本作品具有37“岛”结构的海岛型纤维截面，以及针刺后非织造材料较为密集的孔隙和紧密缠结的纤维形态，纤维直径分布在10~12 μm左右。

2.4 产品性能特点

2.4.1 力学性能

表2对比了开纤前后所制备非织造材料的力学性能，表明本作品具有出色的机械强度。不同纺丝温度下非织造材料的拉伸断裂强力如图3所示。

2.4.2 水溶性能

本作品展现出了优异的常温水溶性，既环保又节能，适合大规模工业化生产。

2.4.3 开纤后纤维直径

开纤后纤维直径主要集中在3~5 μm，呈现超细纤维形态，适用于多种高端应用。

三、TPVA的回收利用——水溶膜

本作品在开纤过程中将TPVA水溶废液回收再利用，制备成水溶膜，实现了资源循环利用，降低了生产成本。TPVA水溶膜可用于洗衣凝珠、一次性包装袋等领域，进一步拓展了产品的应用范围。

四、应用领域

超细纤维合成革：经过含浸聚氨酯树脂处理后，可作为高性能超细纤维合成革基布。

包装材料：凭借良好的机械强度和抗冲击性能，可用于精密电子仪器等高端包装材料。

过滤材料：致密表面结构使其具备较高过滤效率，经静电驻极处理后可用于建筑防渗膜等。

装饰用品：染色处理和柔软整理后，可用作家用装饰品如窗帘、床单等，兼具防水、透气和防螨防蛀特性。

五、作品的创新点

原料创新：选用常温水溶性的TPVA作为“海”组分，结合低熔点聚酰胺（LMPA6）作为“岛”组分，确保开纤过程环保无污染且节省能源。

TPVA回收再利用：将开纤后的TPVA废液回收制备成水溶膜，实现资源再利用，降低生产成本。此创新已申请两项发明专利（CN 115094538A, CN 115010844A）。