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微生物型生物可降解無紡布主要是以PHA為原料的無紡布。其中，關(guān)于PHB的研究最早也最全面。PHB屬于可完全生物降解的熱塑性聚酯，遵循酶促水解的降解機理，即主鏈酯鍵斷裂，由表及里逐步降解。

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含有脂肪族酯鍵的合成型生物可降解無紡布是當前最受青睞的一類生物可降解無紡布。其擁有優(yōu)異的生物可降解能力，可以根據(jù)不同使用場景所需的各異的性能要求有的放矢地設(shè)計和選擇結(jié)構(gòu)，靈活且有針對性。脂肪族聚酯類生物可降解無紡布在降低成本、控制降解速率、應(yīng)用功能性等方面較微生物型生物可降解無紡布有了大幅的提升。

PLA是一種可再生生物降解的直鏈型脂肪族聚酯材料，以乳酸為主要單體，先制備得到中間體丙交酯，后經(jīng)開環(huán)聚合反應(yīng)得到產(chǎn)品PLA。PLA不僅擁有良好的生物降解性、相容性、可吸收性和環(huán)境友好性，更具備優(yōu)異的力學(xué)強度，是目前可降解材料領(lǐng)域的明星材料。圖4是PLA生產(chǎn)工藝及生態(tài)循環(huán)示意圖。如圖所示，PLA的原材料來源于可再生植物資源，從玉米等生物質(zhì)或者秸稈纖維素中提取的淀粉通過酶分解得到葡萄糖，再經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵得到乳酸單體，同時PLA制品廢棄物在自然界中被微生物分解成二氧化碳和水后，又轉(zhuǎn)化原材料生長所必需的有機物。PLA的整個生產(chǎn)處理流程環(huán)境友好，符合當代可持續(xù)發(fā)展和綠色環(huán)保理念。

早在20世紀中期，美國杜邦公司利用開環(huán)聚合制備了PLA，但價格高達每公斤上千美元。21世紀初，Nature Works公司將PLA規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，得到成熟的IngeoTM系列產(chǎn)品，其中IngeoTM 6旗下6202D、6252D和6752D牌號產(chǎn)品在190 ℃的熔體流動速率為80 g/（10 min），專門用于成纖制備紡黏或熔噴無紡布。Dharmalingam等將PLA與PHA共混料經(jīng)熔噴、紡黏兩種方法制得的無紡布用作農(nóng)用地膜，其中熔噴法得到的PLA?PHA無紡布地膜降解性能更優(yōu)異，在ASTM D5338標準堆肥條件下，90天后降解率達90 % 以上，遠高于紡黏法無紡布60 %的降解率。近兩年，國內(nèi)企業(yè)包括安徽豐原福泰來、浙江海正生物材料在內(nèi)的相關(guān)企業(yè)相繼推出FY 201、REVODE 210、REVODE 190等適用于熔噴工藝的PLA牌號產(chǎn)品，為拓寬中國PLA原料市場帶來了無限可能。浙江冠誠科技通過紡黏工藝與機械加固的組合方法制備了克重為10~200 g/m2、幅寬達1.6 m 的PLA無紡布，產(chǎn)能達到5 t/天，可應(yīng)用于濾袋、茶包、防塵袋等。PLA無紡布仍可應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域。基于PLA質(zhì)硬、親膚性差的問題，一特爾探索（北京）科技有限公司將PLA作為纖維芯組分，PBAT和納米氧化鋅顆粒作為皮層組分，通過雙組份紡絲、梳理成網(wǎng)、固結(jié)等工藝得到抗病毒可降解皮芯結(jié)構(gòu)無紡布，該無紡布兼?zhèn)溆H膚性和挺括性，解決了純PLA無紡布觸感粗糙、割膚感強的問題，主要用作口罩和防護服的面料。此外，混入不同功能特性的組分，PLA無紡布制品還可應(yīng)用于超市及便利店購物袋、非液體垃圾袋、清潔擦拭巾、繩帶鞋帶和空氣/水油過濾、保暖材料等。

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PGA相比于PLA，其主鏈結(jié)構(gòu)更簡單，是一種擁有超快降解速度的熱塑性聚酯材料，可在1~3個月完全降解成水和二氧化碳。PGA結(jié)晶度高，Tg在35~40 ℃之間，熔點高達220 ℃，遠遠超出了其他生物可降解聚合物。PGA具備良好的水蒸氣、氧氣、二氧化碳阻隔性能和優(yōu)異的拉伸強度，但其質(zhì)脆，13.3 %的斷裂伸長率遠遠低于PBS、PBAT、PBST等可降解聚合物。故PGA也多與韌性較好的可降解材料如PBAT等共混，一方面PBAT組分改善共混物的加工性能，另一方面PGA組分則提升了共混物的水氣阻隔性能。

PGA無紡布主要應(yīng)用于組織工程支架和醫(yī)用普外科的修補材料，其他領(lǐng)域鮮有涉及。瑞士、中國等國的科研團隊采用PGA無紡布作為組織支架，涂覆相應(yīng)試劑培養(yǎng)特定細胞，有望用于構(gòu)建尿道材料和牙周組織再生材料。廣州市啟源生物科技有限公司生產(chǎn)的奈維（可吸收性聚乙醇酸修補材料）產(chǎn)品，利用片狀PGA無紡布浸滿纖維蛋白膠等醫(yī)用膠，放在無法直接縫合的大面積創(chuàng)面處，達到防止傷口滲血和縫合墊片的雙重效果，可應(yīng)用于氣胸外科手術(shù)。

2022年，國家能源集團榆林化工公司實現(xiàn)世界首套煤制5萬噸/年P(guān)GA生物可降解材料的工業(yè)化生產(chǎn)。2023年，中國石化貴州能化50萬噸/年P(guān)GA項目裝置也在順利搭建中。PGA生產(chǎn)的國產(chǎn)化、穩(wěn)定化、自主化也有利于未來我國PGA無紡布的可持續(xù)發(fā)展。

生物可降解材料PBS的優(yōu)勢在于其原料來源廣（石油或者生物發(fā)酵），可完全降解且降解速度快，耐熱性能優(yōu)異。PBS的熔融溫度為90~116 ℃，拉伸強度最高可達36 MPa，拉伸模量超過440 MPa，斷裂伸長率約600 %。介于聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）之間的熱力學(xué)性能和加工性能指標，使得PBS成為綜合性能最佳的可降解聚合物。但其成本較高，平均成交價約3 萬元/噸，高于PLA和PBAT。

Choi團隊 研發(fā)了主要原料為PBS的無紡布口罩，在過濾層涂有帶正電荷的殼聚糖納米晶須，可阻擋98.3 %的可吸入顆粒物PM2.5，經(jīng)實驗證實，該口罩可在埋入土地中完全降解（圖5）。國內(nèi)金發(fā)科技旗下珠海萬通和金發(fā)醫(yī)療合作研發(fā)出PLA+PBS無紡布口罩，包括耳帶、鼻梁條在內(nèi)的全部部件均由生物可降解材料制成，其細菌阻隔率超過99.8 %，呼吸阻力不超過35 Pa，6個月的降解率高于90 %，符合歐盟標準。山東潤聚祥非織造材料有限公司先通過丁二酸和丁二醇縮聚反應(yīng)后改性得到耐100 ℃高溫的PBS，再利用紡黏工藝生產(chǎn)PBS無紡布產(chǎn)品，可應(yīng)用于包裝材料、個人防護、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。王羅新團隊將PBS無紡布與苧麻纖維織物疊放，采用熱壓法制備得到了高模量、高強度、低成本的可生物降解材料，其拉伸、彎曲、沖擊性能和層間剪切強度相比PBS無紡布均有較大提升。

PBAT是由脂肪族己二酸丁二醇酯（PBA）和芳香族對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）構(gòu)成的共聚物，不僅具有良好的生物可降解能力，還兼?zhèn)銹BA良好的韌性、延展性和PBT較高的耐熱性、力學(xué)強度。PBAT加工鏈、產(chǎn)業(yè)鏈成熟完善，成本較低。最早聚焦PBAT研究的公司是德國巴斯夫（BASF）公司，其明星牌號Ecoflex 性能優(yōu)異，全球銷量高。國內(nèi)較為成熟的企業(yè)有藍山屯河、金發(fā)科技、中國石化儀征化纖等。2022年國內(nèi)PBAT總產(chǎn)能超70萬噸/年，占世界產(chǎn)能的73 %。PBAT多經(jīng)吹塑成型后作為包裝、農(nóng)用地膜等膜材料使用。

但是，純PBAT無紡布產(chǎn)品鮮有報道，多是與PLA等其他可降解聚合物共混改性后制成無紡布。六安載豐新材料公司公布了一種PBAT熔噴可降解無紡布及其制備方法的專利，將PBAT作為主要原料與PLA、PCL共混，經(jīng)熔噴、自黏合步驟后，得到比表面積大、纖維直徑細、過濾效果好、孔隙率高的無紡布。闞瑞俊將PHBV中混入PBAT，拓寬加工窗口，改善加工性能，PHBV/PBAT熔噴無紡布具備優(yōu)良的抑菌性，針對金黃色葡萄球菌抗菌性達49.55 %，有望在醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)中實現(xiàn)商品化應(yīng)用。

PBST同PBAT均是脂肪族/芳香族共聚酯，區(qū)別在于PBST的脂肪族酯類為丁二酸丁二醇酯。因為PBST單體單元碳原子數(shù)量小于PBAT，所以其Tg、熔融溫度、拉伸強度均高于PBAT，但是卻有著遠遠高于其他可降解材料的韌性，斷裂伸長率可達1 300 %。俞建勇等在國內(nèi)率先開展PBST研究，詳細地探索了組分比與投料比的關(guān)系及二者對于熔點、結(jié)晶度的影響，溫度、水、酶、pH值對降解能力的影響；研究了PBST的等溫結(jié)晶行為和熱力學(xué)性能；改善了PBST的紡絲加工工藝。2011年，該團隊公開了一種可生物降解非織造材料的制造方法專利，利用熔噴工藝制備得到了兼?zhèn)淞己脽崃W(xué)性能和透氣性的無紡布材料，可作吸音棉或者應(yīng)用于保暖透氣領(lǐng)域材料。2014年靳向煜等通過改良紡絲和鋪網(wǎng)的溫度、速度等工藝參數(shù)，得到了應(yīng)用于土工排水板非織造濾膜的PBST紡黏無紡布，并探索其在不同環(huán)境條件下降解程度隨時間的變化：酶解>堿性水解>酸性水解>中性水解（圖6）。2017年，任敏巧等公開了聚酯組合物和無紡布及其制備方法和應(yīng)用專利，這種含有PBST組分的無紡布具有良好的透氣性、吸水性和易滅菌性，并且在100 ℃熱水中大幅收縮，不僅方便回收，還可以重復(fù)利用。

近期，以北化院和中紡院提供自主開發(fā)的 PBST 共聚酯聚合工藝技術(shù)為基礎(chǔ)，中石化（海南）聚酯新材料有限公司6萬噸/年P(guān)BST連續(xù)聚合項目在海南洋浦已順利開工。隨著PBST的量產(chǎn)以及成本的可控，其在無紡布領(lǐng)域?qū)l(fā)揮重要作用。

PCL是一種在有氧、厭氧環(huán)境下都可降解的聚合物。它的熔點為60 ℃，比較接近室溫，加工窗口窄，使得紡絲等加工工藝難以操作；降解性一般，且價格較高，故多作為添加組分改善其他可降解樹脂的韌性。PCL多采用靜電紡絲技術(shù)用作組織工程材料。Seol等將PCL溶液與CaO?SiO2凝膠溶液采用靜電紡絲方法制備得到復(fù)合無紡布，可作為醫(yī)用骨組織再生材料。Hardt等制備了負載磺胺嘧啶銀的PBAT/PCL靜電紡絲無紡布敷料，該敷料在初始階段快速釋放藥物抑制大腸桿菌和金黃色葡萄球菌，藥效可持續(xù)4天以上，具備快速緩解疼痛和長時間促進傷口愈合的功效。Zanella團隊開發(fā)了一種含有蜂膠的PBAT/PCL抗綠膿桿菌傷口敷料，有望作為皮膚敷料臨床應(yīng)用。

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PPC是以環(huán)氧丙烷和二氧化碳為原料的脂肪族聚碳酸酯，是目前最具潛力的綠色環(huán)保塑料之一。自20世紀60年代井上祥平首次發(fā)現(xiàn)環(huán)氧丙烷和二氧化碳交替共聚反應(yīng)可生成PPC后，歐、亞洲數(shù)國多個團隊對其展開研究，并實現(xiàn)了工業(yè)化。2002年，內(nèi)蒙古蒙西與中科院長春應(yīng)化所合作，率先投產(chǎn)PPC，產(chǎn)能為2 000噸/年，現(xiàn)已停產(chǎn)。隨后河南天冠、中科金龍、溫嶺邦豐等公司逐步擴大產(chǎn)能，直至2021年，博大東方PPC 30萬噸/年項目主裝置核心反應(yīng)試車成功，為后續(xù)進一步開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。PPC拉伸強度一般僅13 MPa，降解速率較慢，熱穩(wěn)定性差，卻具備良好的斷裂伸長率和水氧阻隔性。我國尚處于高速發(fā)展階段，二氧化碳排放量大，PPC的出現(xiàn)有效地將二氧化碳變廢為寶，符合當前的碳中和政策，極具發(fā)展?jié)摿?。但由于PPC耐熱性差、力學(xué)強度差、加工困難，故將其應(yīng)用于無紡布領(lǐng)域的研究甚少。未來仍需要加強材料本身改性的突破和加工工藝的探索，拓寬綠色環(huán)保PPC無紡布的應(yīng)用領(lǐng)域。