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  近日，青島大學(xué)寧新教授團隊在雙親性聚丙烯超細纖維材料的連續(xù)化制備技術(shù)上取得進展，在《Chemical Engineering Journal》期刊上發(fā)表了題為“Polypropylene durable amphiphilicity through interfacial macromolecular implantation”的研究論文并相關(guān)專利申報。該研究報道了一種工業(yè)化可行的雙組份纖維紡絲和后處理工藝以制備具有耐久表面雙親性的聚丙烯（PP）超細纖維及非織造材料。如圖1流程圖所示，在雙組份熔融紡絲過程中，兩種組份熔體界面上發(fā)生了分子鏈相互擴散，改性聚乙烯醇（PVA）共聚物的部分大分子鏈段被植入到PP界面相，并隨著纖維冷卻固化被錨定在PP纖維表面，這是PP纖維具有親水性的原因。熱水（95 ℃）處理去除PP纖維表面游離的PVA，得到PP超細纖維，但并不會改變錨定PVA親水鏈段帶來的親水效果；DMSO處理（65 ℃）則可進一步提取PP表面上錨定較淺的PVA鏈或?qū)⑵溲诼襁MPP內(nèi)部，使PP纖維表面再轉(zhuǎn)化為親油性和疏水性。此外，PVA可回收再利用，回收后的PVA組成、分子結(jié)構(gòu)、熱性能與原料一致。

圖1 親/疏水PP微納米纖維非織造材料制備工藝流程、大分子界面植入機制示意圖；（a）PVA/PP海島纖維，（b）PP-w，（c）PP-d，（d）PP-w-d微納米纖維無紡布的SEM圖像

  圖2a-d中，XRD、TG、DSC以及PVA提取后的失重率測試結(jié)果均協(xié)同一致表明，PVA/PP海島纖維經(jīng)熱水或DMSO多次反復(fù)處理后，PVA幾乎被完全去除。經(jīng)熱水處理后得到的PP-w纖維表現(xiàn)出反復(fù)持久的親水性，并由此帶給非織造材料顯著的水相毛細芯吸效應(yīng)（圖2e），屬于雙親性（Amphiphilic）材料。而經(jīng)DMSO直接處理或熱水處理后再進一步DMSO處理得到的PP-d、PP-w-d纖維則再次表現(xiàn)出疏水性。

圖2 PP纖維非織造材料的（a）XRD譜圖，（b）TG曲線，（c）DSC曲線，（d）PVA提取后的失重率，（e）水相和（f）油相中毛細芯吸高度動態(tài)變化曲線，（g）FTIR譜圖，（h）XPS譜圖，（i）表面O含量

圖3 PP纖維非織造材料親水效果的耐有機溶劑和耐久性

  聚丙烯（PP）作為全球第二大合成纖維材料，因其輕質(zhì)、成本低、機械強度高、耐腐蝕等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、過濾、衛(wèi)生等領(lǐng)域。然而，PP的極度疏水性導(dǎo)致其難以進行表面功能化處理，限制了其在高端領(lǐng)域的應(yīng)用。傳統(tǒng)改性方法（如浸漬、涂層、等離子處理、化學(xué)接枝等）存在耐久性差、工藝復(fù)雜、污染環(huán)境及成本和規(guī)模化等問題。如何賦予PP纖維持久可控的親水/疏水特性，是學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界共同關(guān)注的難題。本文為解決此行業(yè)難點提供了一種全新的路線。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.161428