隨著新型冠狀病毒疫情的爆發,醫用防護口罩需求激增,目前國內口罩產能已經到達每日1.1億只以上,但這些口罩基本上在一次性使用后丟棄。
同時,口罩的主體部分是處于中間起過濾作用的熔噴布層,目前使用最廣泛的是聚丙烯熔噴布。聚丙烯構成了口罩產品90%以上的原材料,而聚丙烯是由石油基樹脂制成的,屬于不可降解的高分子材料,廢棄后若焚燒將產生大量有害氣體,若掩埋則難以降解,給環境保護帶來巨大壓力。
尋找可降解的替代材料受到廣泛關注。其中,聚乳酸(PLA)是目前非常典型的環境友好型高分子材料,聚乳酸是用小麥、玉米、稻谷和黑麥等農作物經微生物發酵得到的乳酸(LA)產物為單體,經化學合成的一類聚合物。聚乳酸在自然環境中容易被微生物分解成二氧化碳和水,再經過植物的光合作用又成為聚乳酸的原料—淀粉,以此自然循環。
目前,聚乳酸紡粘布已經實現工業化,但對于聚乳酸熔噴布的研究一直持續中,2001年德國不萊梅大學DieterH.Muller等人曾對熔噴聚乳酸非織造材料進行過最早研究,認為聚乳酸可以應用于熔噴工藝,但由于所用原料和工藝方面的問題,實驗效果不佳導致形成的纖網性能不能達到工業使用要求。
同年在美國田納西大學進行的熔噴實驗也證明了聚乳酸在熔噴工藝上應用的可行性,但由于聚乳酸自身的流變性能使其在熔噴工藝上受到很多條件的限制,結果依然不理想。
2009年,美國 NatureWorks 公司在國際非織造布技術會議(INTC)上宣布其公司兩種新型的 IngeoTM 生物基聚乳酸切片正式商業化投產。
NatureWorks 公司的下游合作伙伴美國熔噴纖維設備制造商 Biax-Fiberfilm 公司在2010年初對IngeoTM材料進行了熔噴試險,美國田納西大學非織造布研究人員也評估證實了IngeoTM適用于傳統的熔噴設備,可用作制造熔噴非織造布的原料,上述兩種級別的切片可用來生產熔噴非織造產品,可廣泛應用于過濾產品領域。
日本的尤妮佳、旭化成株式會社、花王株式會社等公司也均擁有可生物降解聚乳酸非織造布的專利技術。在國內,由于熔噴技術研究起步較晚,受制于可熔噴聚乳酸切片價格高昂,在聚乳酸熔噴無紡布尚未在產業上有大規模生產,僅處于實驗室研究階段。