CN114575039B - 一种无反弹针刺无纺布及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无反弹针刺无纺布及其制备方法，该无纺布包括以下组分：PLA/黄麻纤维复合材料40‑50份、PBS15‑30份、改性棉麻纤维5‑10份、交联剂1‑2份。这种无纺布采用PLA/黄麻纤维复合材料、PBS、改性棉麻纤维作为主体材料，其中黄麻纤维和棉麻纤维性能稳定、机械性能优异，而且PLA和PBS均为生物降解材料，这样制备的无纺布不仅环保性高，易降解，还具有良好的韧性、耐热性，具有良好的经济效益和环保效益。
Description
技术领域
本发明涉及纺织技术领域，具体涉及一种无反弹针刺无纺布及其制备方法。
背景技术
无纺布又称不织布、针刺棉、针刺无纺布等。无纺布是由定向的或随机的纤维构成。因具有布的外观和某些性能而称其为布。无纺布具有防潮、透气、柔韧、质轻、不助燃、容易分解、无毒无刺激性、色彩丰富、价格低廉、可循环再利用等特点。多采用塑料颗粒为原料，经高温熔融、喷丝、铺纲、热压卷取连续一步法生产而成。
然而现有技术中提供的无纺布制备材料如PET纤维降解性较差，回收成本较高，对环境污染较大，无法满足绿色环保发展的理念。而且现有的无纺布材料稳定性较差，特别是天然纤维，在长时间使用后极易反弹，导致无纺布结构被破坏。
例如申请号为【CN202110530103.9】的一种掺杂天然纤维的高渗透无纺布及其制备方法，所述高渗透无纺布由若干层单层亲水无纺布和若干层单层疏水无纺布交替层叠、针刺而成；所述单层亲水无纺布包括按重量份数计的如下原料，亲水改性纤维素纤维50-60份、除杂浸渍液250-300份、漂白液50-60份制备而成。该发明使用纤维素纤维制备得到的无纺布具有优异的透气性和吸湿性，与人体的皮肤有更好的贴合性，该申请使用纤维素纤维为主要原料，并对其进行改性，使用得到的改性纤维进行加工制备得到的无纺布产品具有优异的高渗透功能的效果。
然而上述无纺布主要包括亲水改性纤维素纤维等制备材料，这种无纺布虽然性能优异，但是亲水改性纤维素纤维制备的无纺布不仅力学性能较差，制作成本高，而且纯纤维稳定性较差，长时间使用后可能产生反弹蓬松等问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种无反弹针刺无纺布及其制备方法，这种无纺布采用PLA/黄麻纤维复合材料、PBS、改性棉麻纤维作为主要材料制备无纺布，PLA和PBS纤维在高温下热压后表面融化，可以将黄麻纤维和棉麻纤维黏住，在保证无纺布透气性的前提下，提升无纺布的稳定性，避免长期使用后出现反弹蓬松等现象。
为实现上述发明目的，本发明通过以下技术方案实现：一方面，本发明提供了一种无反弹针刺无纺布，按重量份数计，包括以下组分：PLA/黄麻纤维复合材料40-50份、PBS15-30份、改性棉麻纤维5-10份、交联剂1-2份。
采用PLA作为基底材料制备无纺布，具有优良的透气性、耐酸碱性以及力学性能。但是其强耐热性较差，受热不稳定。因此本发明采用黄麻纤维与PLA复配制备复合材料。
作为优选的，所述PLA复合材料为PLA/黄麻纤维复合材料。
作为优选的，所述PLA/黄麻纤维复合材料的制备方法如下：首先将马来酸酐接枝聚乳酸置于60℃下真空干燥箱中干燥24h，干燥后放入塑炼机中，于170℃下，转速30min-1，密炼1min，然后加入改性黄麻纤维于塑炼机中，再密炼10min，得到PLA/黄麻纤维复合材料。
近年来，人类面临着严重的环境污染和不可再生资源短缺问题。塑料制品应用范围越来越广泛，然而传统塑料的生产需要不可再生的石油资源作为原料，废弃处理会对环境造成严重污染。因此，聚乳酸（PLA）这种可完全生物降解非石油基材料成为当前的研究热点。
但是聚乳酸脆性高，韧性差，并且抗冲击性能差，热稳定性能差。为了改善聚乳酸的各项性能，本发明采用黄麻纤维作为增强组分，对PLA进行增强处理。黄麻纤维作为天然植物纤维，具有刚度好、韧性良好、断裂伸长率大、耐候性好、低温性能好、价格低廉、隔热、尺寸稳定性好等特点。黄麻纤维作为填充物增强高分子材料，既能对基体材料聚乳酸起到增强作用，又能起到结晶成核剂的作用，可以有效提高基体材料的热稳定性。
本发明提供的复合材料中，黄麻纤维含量较大时，复合材料中聚乳酸的含量较少，使得聚乳酸无法充分包裹纤维，聚合物与纤维二者之间的黏结作用减弱，进而对复合材料的力学性能有所影响。聚乳酸无法与纤维充分混合、包裹，可能出现严重的贫胶现象。因此，聚乳酸的含量不宜超过30%。
作为优选的，所述马来酸酐接枝聚乳酸与改性黄麻纤维的质量比为7：（2-3）。
另外，聚乳酸是一种疏水性物质，而黄麻纤维具有亲水性，与聚乳酸之间的相容性差。所以本发明要对黄麻纤维表面进行化学改性或者加入界面改性剂来提高聚乳酸与黄麻纤维之间的结合程度。
为了改善聚乳酸/黄麻纤维复合材料的界面相容性，本发明使用硅烷偶联剂KH550对黄麻纤维进行表面处理。
作为优选的，所述黄麻纤维的改性处理过程如下：首先取体积分数为95%的乙醇，边搅拌边加入少量的乙酸调节其PH值至4，然后加入硅烷偶联剂KH550，配制成质量分数为（0.5-1）%的硅烷偶联剂溶液，静置片刻，再将碱处理后的黄麻纤维浸入配制好的硅烷偶联剂溶液中，1h后取出，用乙醇洗涤，最后将黄麻纤维放入鼓风干燥箱中，在80℃下干燥6h备用。
本发明通过对黄麻纤维表面进行硅烷处理，可以增强纤维与聚乳酸基体之间的黏着性。黄麻纤维的主要成分是纤维素，含有大量具有亲水性的羟基，而聚乳酸树脂具有疏水性。二者之间的界面相容性的改善是提高复合材料各项性能的关键。
本发明中，硅烷处理黄麻纤维的反应机理如下：首先硅烷偶联剂在含有水的乙醇溶液中发生水解作用，生成硅醇基团(Si-OH)。然后硅醇基团与黄麻纤维表面上的羟基反应，生成共价键(Jute-O-Si)。剩余的硅醇基团生成氢键或者与邻近的硅醇基团发生聚合。最终，连接在黄麻纤维上的硅烷分子通过化学键或者范德华力与聚乳酸基体结合。
而且水解后的硅烷偶联剂KH550中的氨基、羟基分别与聚乳酸、黄麻纤维发生反应，改善了界面相容性。并且随着硅烷偶联剂浓度的增加，已连接到黄麻纤维上的硅烷官能团发生自聚生成网状结构，形成一定的分子间互锁作用，增大了纤维与聚乳酸之间的界面粘着力。界面粘着性的改善加强了应力转移作用，因此复合材料的拉伸强度增大，材料的力学性能提升。
黄麻纤维经硅烷处理后，与聚乳酸基体之间的相互作用增强，破坏了聚乳酸分子链的规整排列，使得结晶能力下降，结晶度降低；硅烷官能团发生自聚合反应生成的二聚物或低聚物能够起到成核剂的作用，使得结晶能力得以改善；硅烷官能团反应生成的二聚物或低聚物起到润滑的作用，使得 PLA 链段容易运动，结晶能力提高。
但是黄麻纤维表面具有大量的半纤维素、木质素、蜡质等杂质，这些杂质包裹在黄麻纤维素表面，阻止了PLA对纤维素的浸润，同时硅烷偶联剂KH550中的氨基、羟基与黄麻纤维的接触也不够充分，导致PLA基底材料与黄麻纤维的界面粘着性得不到改善。
因此，本发明在硅烷处理黄麻纤维之前，对黄麻纤维进行碱处理。
作为优选的，所述黄麻纤维的碱处理过程如下：将黄麻纤维浸入质量分数为5%的氢氧化钠溶液中3h，然后取出用蒸馏水洗涤，放入鼓风干燥箱中，在80℃下干燥至恒重备用。
首先，碱处理能够洗去黄麻纤维表面的半纤维素、木质素、蜡质等杂质，使黄麻变得柔软、松散。碱处理增大了黄麻纤维表面粗糙度，使得纤维与聚合物基体之间的机械联锁作用增强，从而在一定程度上增强了聚乳酸和黄麻纤维之间的黏结作用，而且硅烷偶联剂KH550中的氨基、羟基与黄麻纤维的接触更加容易。
其次，经过碱溶液处理的黄麻纤维可以增强复合材料的拉伸强度和冲击强度。麻纤维属于天然有机纤维素纤维，其重复单元中一个基环含有3个羟基。碱处理过程中，碱金属离子或碱分子会与羟基结合，致使纤维中氢键减少和分子间作用力减弱；碱处理会除去黄麻纤维中部分半纤维素和果胶，从而使具有最佳旋角的原纤之间的区域变得较疏松柔软，纤维素微原纤的结合程度减弱；黄麻纤维经碱处理后，结晶度指数下降，纤维中的部分结晶区已转变为无定型结构。上述因素均会导致纤维素大分子间距增大且纤维变得柔软疏松，因此，在承受拉伸应力时，原纤可以沿受力方向更好地解旋、变形及重排，载荷在原纤间得以更好分配，从而使得纤维承受拉伸载荷能力得到提高。另一方面，碱处理可引起纤维发生不可逆的溶胀，纤维壁厚增加，截面形状发生变化，由原来的椭圆形趋于圆形，纤维内胞腔增大，这在一定程度上会使纤维及其复合材料的刚度和强度得以提高。
最后，复合材料冲击断裂时的能量吸收机理分析表明，冲击能量的分散主要通过纤维拔出和界面破坏来实现。碱处理可使纤维溶胀韧性提高及中间孔腔增大，所以在纤维拔出过程中，纤维与基体间的摩擦运动增强及基体变形的增大势必消耗更多的能量。与此同时，纤维中间孔腔增大使PLA树脂易于浸入黄麻纤维束的导管、筛管及薄壁细胞等的空腔中，这可能会堵塞水分进入黄麻纤维的部分通道，提高黄麻纤维疏水性，从而提高黄麻纤维与PLA基体间界面的结合强度。另外，黄麻纤维经碱处理后，其结晶度指数有所下降，部分结晶区已转变成无定型结构，而无定型区纤维大分子链排列杂乱，缝隙空洞较多，从而使得纤维与PLA基体的有效接触面积增加，在一定程度上会有效改善黄麻纤维与性脆的PLA树脂基体间界面的结合强度。另外，黄麻纤维具有天然纤维中最佳的原纤旋角，碱处理后原纤间区域松弛引起的原纤相对位移和解旋、重排也会消耗大量断裂功。
为了进一步提升黄麻纤维与聚乳酸之间的界面相容性，本发明还对聚乳酸进行改性处理。
作为优选的，所述马来酸酐接枝聚乳酸的制备方法如下：取过氧化二异丙苯、顺丁烯二酸酐研磨成粉末状，然后将过氧化二异丙苯粉末与顺丁烯二酸酐粉末与干燥后的聚乳酸树脂混合均匀后加入到塑炼机中，塑炼机温度170℃，转速30min-1，密炼时间10min，即得马来酸酐接枝聚乳酸。
作为优选的，所述过氧化二异丙苯、顺丁烯二酸酐、聚乳酸的质量比为1：4：200。
马来酸酐接枝聚乳酸（MAPLA）上的酸酐基团与黄麻纤维的羟基发生反应，在黄麻纤维表面形成一种酯，改善了黄麻纤维与聚乳酸之间的界面相容性，使得应力能够有效地由聚乳酸基体转移到填料黄麻纤维上，从而使得复合材料能够承受更大的应力，拉伸强度随之增大。而且马来酸酐接枝聚乳酸加入体系，经过密炼后，黄麻纤维在中间被拉断，纤维表面粗糙且有聚乳酸粘着其上，进而增强了聚乳酸和黄麻纤维之间的连接性，使得材料的力学性能得到改善。
本发明中还加入了棉麻纤维制备无纺布，棉麻纤维为天然植物纤维，废弃后可完全降解，环保性极佳。
棉麻是指以棉纤维和亚麻纤维为原料混纺所制备的纺织品，棉和亚麻都是温带的植物生长出来的，分别由棉花和芘麻的种子部分采下来，经过晒干，机器脱粒，分解出种子和棉麻部分，经过机器碾压压制在经过混纺成线制成产品。由于亚麻纤维和棉纤维的中空类皮芯结构，内板含有丰富的孔结构。但是棉麻纤维因自身特性的问题，导致染色处理时的效果不是太好，上染率不高、耐洗度不强等，加工性能差。
棉麻纤维由于分子中极性羟基的存在，容易在纤维素大分子间形成氢健，导致棉麻纤维在与PLA和PBS树脂进行结合时连接不均匀，两者界面之间不能很好地接触，使得应力在界面不能有效地传递，这样树脂与棉麻纤维之间的粘结性较差，制得的无纺布冲击强度和拉伸强度会显著降低，从而影响复合材料的综合性能。
作为优选的，所述改性棉麻纤维的制备方法如下：将待处理的棉麻纤维放入到清水中浸润处理5min，完成后捞出再放入4%氢氧化钠溶液中浸泡处理6-8min，完成后捞出再放入清水中清洗处理10-15min，完成后捞出放入恒温干燥箱内干燥处理2-3h备用。
因此，本发明对棉麻纤维进行碱处理，氢氧化钠溶液有较好的润胀作用，随着浸泡时间的延长，润胀作用加强，棉麻纤维细胞壁变得松散，纤维素部分结晶区发生润胀甚至破坏，暴露出更多的游离羟基，从而使得树脂材料容易渗入到纤维组织结构中，并附着在棉麻纤维表面或者内部，进而提升棉麻纤维的机械性能和加工性能。
另一方面，本发明还提供了一种无反弹针刺无纺布的制备方法，包括以下步骤：
S1.干燥：将PLA/黄麻纤维复合材料、PBS、改性棉麻纤维干燥至含水率小于35ppm备用；
S2.熔融：将S1中干燥后的PLA/黄麻纤维复合材料、PBS、改性竹纤维、改性棉麻纤维混合后送入熔融设备融化，融化后加入交联剂并搅拌均匀得熔体；
S3.拉丝：将S2中得到的熔体通过纺丝箱拉丝，拉丝的同时通过侧吹风冷却丝束，然后打散，铺设到传动网帘上；
S4.针刺：将S3中铺设好的网状无纺布通过针刺机针刺，得到针刺无纺布；
S5.热压：将S4中得到的针刺无纺布通过平板硫化机热压成型，得到成品无反弹针刺无纺布。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.本发明提供的一种无反弹针刺无纺布，这种无纺布采用PLA/黄麻纤维复合材料、PBS、改性棉麻纤维作为主体材料，其中黄麻纤维和棉麻纤维性能稳定、机械性能优异，而且PLA和PBS均为生物降解材料，这样制备的无纺布不仅环保性高，易降解，还具有良好的韧性、耐热性，具有良好的经济效益和环保效益。
2.本发明提供的一种无反弹针刺无纺布，在制备无纺布的过程中，通过针刺得到无纺布主体，最后再通过热压使得PLA和PBS表面融化，构成完整的粘接体系，从而将植物纤维黏住，起到热熔粘结剂的作用，可以避免无纺布在长时间使用后出现反弹蓬松等问题。
附图说明
图1是本发明实施例中一种无反弹针刺无纺布制备方法的流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例和现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。
显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式，本发明并不限制于该实施例。
本发明具体实施例如下：
实施例1
一种无反弹针刺无纺布，按重量份数计，包括以下组分：PLA/黄麻纤维复合材料40份、PBS15份、改性棉麻纤维5份、过氧化氢二异丙苯1份。
所述PLA复合材料为PLA/黄麻纤维复合材料。所述PLA/黄麻纤维复合材料的制备方法如下：首先将马来酸酐接枝聚乳酸置于60℃下真空干燥箱中干燥24h，干燥后放入塑炼机中，于170℃下，转速30min-1，密炼1min，然后加入改性黄麻纤维于塑炼机中，再密炼10min，得到PLA/黄麻纤维复合材料。其中，所述马来酸酐接枝聚乳酸与改性黄麻纤维的质量比为7：2。
所述黄麻纤维的改性处理过程如下：首先取体积分数为95%的乙醇，边搅拌边加入少量的乙酸调节其PH值至4，然后加入硅烷偶联剂KH550，配制成质量分数为0.5%的硅烷偶联剂溶液，静置片刻，再将碱处理后的黄麻纤维浸入配制好的硅烷偶联剂溶液中，1h后取出，用乙醇洗涤，最后将黄麻纤维放入鼓风干燥箱中，在80℃下干燥6h备用。
所述黄麻纤维的碱处理过程如下：将黄麻纤维浸入质量分数为5%的氢氧化钠溶液中3h，然后取出用蒸馏水洗涤，放入鼓风干燥箱中，在80℃下干燥至恒重备用。
所述马来酸酐接枝聚乳酸的制备方法如下：取过氧化二异丙苯、顺丁烯二酸酐研磨成粉末状，然后将过氧化二异丙苯粉末与顺丁烯二酸酐粉末与干燥后的聚乳酸树脂混合均匀后加入到塑炼机中，塑炼机温度170℃，转速30min-1，密炼时间10min，即得马来酸酐接枝聚乳酸。其中，所述过氧化二异丙苯、顺丁烯二酸酐、聚乳酸的质量比为1：4：200。
所述改性棉麻纤维的制备方法如下：将待处理的棉麻纤维放入到清水中浸润处理5min，完成后捞出再放入4%氢氧化钠溶液中浸泡处理6min，完成后捞出再放入清水中清洗处理10min，完成后捞出放入恒温干燥箱内干燥处理2h备用。
按照上述各组分对应的条件进行一种无反弹针刺无纺布的制备，具体包括以下步骤：
S1.干燥：将PLA/黄麻纤维复合材料、PBS、改性棉麻纤维干燥至含水率小于35ppm备用；
S2.熔融：将S1中干燥后的PLA/黄麻纤维复合材料、PBS、改性竹纤维、改性棉麻纤维混合后送入熔融设备融化，融化后加入过氧化氢二异丙苯并搅拌均匀得熔体；
S3.拉丝：将S2中得到的熔体通过纺丝箱拉丝，拉丝的同时通过侧吹风冷却丝束，然后打散，铺设到传动网帘上；
S4.针刺：将S3中铺设好的网状无纺布通过针刺机针刺，得到针刺无纺布；
S5.热压：将S4中得到的针刺无纺布通过平板硫化机热压成型，得到成品无反弹针刺无纺布。
实施例2
一种无反弹针刺无纺布，按重量份数计，包括以下组分：PLA/黄麻纤维复合材料45份、PBS23份、改性棉麻纤维7份、过氧化氢二异丙苯1.5份。
所述PLA复合材料为PLA/黄麻纤维复合材料。所述PLA/黄麻纤维复合材料的制备方法如下：首先将马来酸酐接枝聚乳酸置于60℃下真空干燥箱中干燥24h，干燥后放入塑炼机中，于170℃下，转速30min-1，密炼1min，然后加入改性黄麻纤维于塑炼机中，再密炼10min，得到PLA/黄麻纤维复合材料。其中，所述马来酸酐接枝聚乳酸与改性黄麻纤维的质量比为7：2.5。
所述黄麻纤维的改性处理过程如下：首先取体积分数为95%的乙醇，边搅拌边加入少量的乙酸调节其PH值至4，然后加入硅烷偶联剂KH550，配制成质量分数为0.8%的硅烷偶联剂溶液，静置片刻，再将碱处理后的黄麻纤维浸入配制好的硅烷偶联剂溶液中，1h后取出，用乙醇洗涤，最后将黄麻纤维放入鼓风干燥箱中，在80℃下干燥6h备用。
所述黄麻纤维的碱处理过程如下：将黄麻纤维浸入质量分数为5%的氢氧化钠溶液中3h，然后取出用蒸馏水洗涤，放入鼓风干燥箱中，在80℃下干燥至恒重备用。
所述马来酸酐接枝聚乳酸的制备方法如下：取过氧化二异丙苯、顺丁烯二酸酐研磨成粉末状，然后将过氧化二异丙苯粉末与顺丁烯二酸酐粉末与干燥后的聚乳酸树脂混合均匀后加入到塑炼机中，塑炼机温度170℃，转速30min-1，密炼时间10min，即得马来酸酐接枝聚乳酸。其中，所述过氧化二异丙苯、顺丁烯二酸酐、聚乳酸的质量比为1：4：200。
所述改性棉麻纤维的制备方法如下：将待处理的棉麻纤维放入到清水中浸润处理5min，完成后捞出再放入4%氢氧化钠溶液中浸泡处理7min，完成后捞出再放入清水中清洗处理13min，完成后捞出放入恒温干燥箱内干燥处理2.5h备用。
按照上述各组分对应的条件进行一种无反弹针刺无纺布的制备，具体包括以下步骤：
S1.干燥：将PLA/黄麻纤维复合材料、PBS、改性棉麻纤维干燥至含水率小于35ppm备用；
S2.熔融：将S1中干燥后的PLA/黄麻纤维复合材料、PBS、改性竹纤维、改性棉麻纤维混合后送入熔融设备融化，融化后加入过氧化氢二异丙苯并搅拌均匀得熔体；
S3.拉丝：将S2中得到的熔体通过纺丝箱拉丝，拉丝的同时通过侧吹风冷却丝束，然后打散，铺设到传动网帘上；
S4.针刺：将S3中铺设好的网状无纺布通过针刺机针刺，得到针刺无纺布；
S5.热压：将S4中得到的针刺无纺布通过平板硫化机热压成型，得到成品无反弹针刺无纺布。
实施例3
一种无反弹针刺无纺布，按重量份数计，包括以下组分：PLA/黄麻纤维复合材料50份、PBS30份、改性棉麻纤维10份、过氧化氢二异丙苯2份。
所述PLA复合材料为PLA/黄麻纤维复合材料。所述PLA/黄麻纤维复合材料的制备方法如下：首先将马来酸酐接枝聚乳酸置于60℃下真空干燥箱中干燥24h，干燥后放入塑炼机中，于170℃下，转速30min-1，密炼1min，然后加入改性黄麻纤维于塑炼机中，再密炼10min，得到PLA/黄麻纤维复合材料。其中，所述马来酸酐接枝聚乳酸与改性黄麻纤维的质量比为7：3。
所述黄麻纤维的改性处理过程如下：首先取体积分数为95%的乙醇，边搅拌边加入少量的乙酸调节其PH值至4，然后加入硅烷偶联剂KH550，配制成质量分数为1%的硅烷偶联剂溶液，静置片刻，再将碱处理后的黄麻纤维浸入配制好的硅烷偶联剂溶液中，1h后取出，用乙醇洗涤，最后将黄麻纤维放入鼓风干燥箱中，在80℃下干燥6h备用。
所述黄麻纤维的碱处理过程如下：将黄麻纤维浸入质量分数为5%的氢氧化钠溶液中3h，然后取出用蒸馏水洗涤，放入鼓风干燥箱中，在80℃下干燥至恒重备用。
所述马来酸酐接枝聚乳酸的制备方法如下：取过氧化二异丙苯、顺丁烯二酸酐研磨成粉末状，然后将过氧化二异丙苯粉末与顺丁烯二酸酐粉末与干燥后的聚乳酸树脂混合均匀后加入到塑炼机中，塑炼机温度170℃，转速30min-1，密炼时间10min，即得马来酸酐接枝聚乳酸。其中，所述过氧化二异丙苯、顺丁烯二酸酐、聚乳酸的质量比为1：4：200。
所述改性棉麻纤维的制备方法如下：将待处理的棉麻纤维放入到清水中浸润处理5min，完成后捞出再放入4%氢氧化钠溶液中浸泡处理8min，完成后捞出再放入清水中清洗处理15min，完成后捞出放入恒温干燥箱内干燥处理3h备用。
按照上述各组分对应的条件进行一种无反弹针刺无纺布的制备，具体包括以下步骤：
S1.干燥：将PLA/黄麻纤维复合材料、PBS、改性棉麻纤维干燥至含水率小于35ppm备用；
S2.熔融：将S1中干燥后的PLA/黄麻纤维复合材料、PBS、改性竹纤维、改性棉麻纤维混合后送入熔融设备融化，融化后加入过氧化氢二异丙苯并搅拌均匀得熔体；
S3.拉丝：将S2中得到的熔体通过纺丝箱拉丝，拉丝的同时通过侧吹风冷却丝束，然后打散，铺设到传动网帘上；
S4.针刺：将S3中铺设好的网状无纺布通过针刺机针刺，得到针刺无纺布；
S5.热压：将S4中得到的针刺无纺布通过平板硫化机热压成型，得到成品无反弹针刺无纺布。
对比例1
在实施例2的基础上，采用常规PLA代替PLA/黄麻纤维复合材料，以此作为对比例1的条件，并制备得到对比例1的无纺布。
对比例2
在实施例2的基础上，采用常规棉麻纤维代替改性棉麻纤维，以此作为对比例2的条件，并制备得到对比例2的无纺布。
对比例3
在实施例2的基础上，在无纺布的制备过程中取消步骤S5热压，在S4针刺完成后即得无纺布成品，以此作为对比例3的条件，并制备得到对比例3的无纺布。
试验例1
取实施例1-3和对比例1-2中制得的无纺布，按照《GB/T17639-2008土工合成材料长丝纺粘针刺非织造土工布》上所载的方案进行力学性能检测，得到检测结果如下表1所示，其中，标称断裂强度设为50kN/m，下表中横纵向伸长率也变为该强度下的横纵向伸长率，当横纵向断裂强度小于50kN/m时，按照其断裂时伸长率进行记录。
表1实施例1-3和对比例1-2制得的无纺布力学性能测试结果
| 项目 | 横纵向断裂强度kN/m | 横纵向伸长率（%） | CBR顶破强力kN | 横纵向撕破强力kN |
| 实施例1 | 62.5 | 49.5 | 12.2 | 2.5 |
| 实施例2 | 61.8 | 48.4 | 12.1 | 2.5 |
| 实施例3 | 61.3 | 47.1 | 12.1 | 2.4 |
| 对比例1 | 38.9 | 22.5 | 4.7 | 0.5 |
| 对比例2 | 58.3 | 45.1 | 10.1 | 2.0 |
由表1的测试结果可知，实施例1-3制备的无纺布断裂强度、伸长率和强力较对比例1均有大幅提升。这可能是由于实施例1-3中，PLA/黄麻纤维复合材料中，对黄麻纤维首先进行碱处理，碱处理能够洗去黄麻纤维表面的半纤维素、木质素、蜡质等杂质，使黄麻变得柔软、松散。碱处理增大了黄麻纤维表面粗糙度，使得纤维与聚合物基体之间的机械联锁作用增强，从而在一定程度上增强了聚乳酸和黄麻纤维之间的黏结作用，而且硅烷偶联剂KH550中的氨基、羟基与黄麻纤维的接触更加容易。然后对黄麻纤维表面进行硅烷处理，可以增强黄麻纤维与聚乳酸基体之间的黏着性。最后采用马来酸酐接枝聚乳酸。进而提升PLA/黄麻纤维复合材料的力学性能，使得制备的无纺布机械性能得到大幅提升。
同时实施例1-3制备的无纺布断裂强度、伸长率和强力较对比例2有小幅提升。这可能是由于，对比例2中没有对棉麻纤维进行改性处理，而实施例1-3中，氢氧化钠溶液有较好的润胀作用，随着浸泡时间的延长，润胀作用加强，棉麻纤维细胞壁变得松散，纤维素部分结晶区发生润胀甚至破坏，暴露出更多的游离羟基，从而使得树脂材料容易渗入到纤维组织结构中，并附着在棉麻纤维表面或者内部，进而提升材料的机械性能。
试验例2
耐老化性能测试：参照GB/T16422.3中的1A型灯日光紫外区的相对紫外光谱辐照度（方法A），对实施例1-3和对比例1-2中制得的无纺布的试样进行辐照处理，然后再次按照《GB/T17639-2008土工合成材料长丝纺粘针刺非织造土工布》上所载的方案进行力学性能检测，测试结果如表2所示。
表2实施例1-3和对比例1-2制得的无纺布光照后的力学性能测试结果
| 项目 | 横纵向断裂强度kN/m | 横纵向伸长率（%） | CBR顶破强力kN | 横纵向撕破强力kN |
| 实施例1 | 61.9 | 49.5 | 11.9 | 2.5 |
| 实施例2 | 61.8 | 48.1 | 11.9 | 2.5 |
| 实施例3 | 61.5 | 47.0 | 11.8 | 2.4 |
| 对比例1 | 35.6 | 21.3 | 4.1 | 0.4 |
| 对比例2 | 57.6 | 44.6 | 9.5 | 1.6 |
由表2的结果可知，实施例1-3制备的无纺布经光照处理后的力学性能基本不变，说明实施例1-3制备的无纺布稳定性强，耐老化性能优异。
对比例1制备的无纺布力学性能经光照处理后大幅降低，这可能是由于，实施例1-3中，采用黄麻纤维作为增强组分，对PLA进行增强处理。黄麻纤维作为填充物增强高分子材料，既能对基体材料聚乳酸起到增强作用，又能起到结晶成核剂的作用，从而提高PLA基体材料的热稳定性。
而对比例2制备的无纺布力学性能经光照处理后小幅降低。这可能是由于对比例2中采用的棉麻纤维未经碱处理，棉麻纤维由于分子中极性羟基的存在，容易在纤维素大分子间形成氢健，导致植物纤维在与PLA和PBS树脂进行结合时连接不均匀，两者界面之间不能很好地接触，使得应力在界面不能有效地传递，这样树脂与植物纤维之间的粘结性较差，热稳定性较差，经光照处理后，植物纤维在PLA和PBS的树脂体系中分散不均匀，导致材料力学性能降低。
试验例3
将实施例1-3与对比例3制备的无纺布进行长时间观察记录，并对无纺布是否蓬松和反弹进行记录。
表3实施例1-3和对比例3制得的无纺布的蓬松和反弹现象
| 试样 | 10天 | 20天 | 30天 | 40天 |
| 实施例1 | 表面完整 | 表面完整 | 表面完整 | 表面完整 |
| 实施例2 | 表面完整 | 表面完整 | 表面完整 | 表面完整 |
| 实施例3 | 表面完整 | 表面完整 | 表面完整 | 表面完整 |
| 对比例3 | 表面完整 | 表面完整 | 表面蓬松 | 表面蓬松 |
由表3的结果可知，实施例1-3制备的无纺布稳定性良好，未出现蓬松或反弹等现象。而对比例3制备的无纺布未经热压，其制备的无纺布表面出现蓬松现象，说明有部分黄麻纤维或者棉麻纤维从树脂体系中脱离，体系的整体稳定性较差。
上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施例只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种无反弹针刺无纺布，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：PLA/黄麻纤维复合材料40-50份、PBS15-30份、改性棉麻纤维5-10份、交联剂1-2份；
所述PLA/黄麻纤维复合材料的制备方法如下：首先将马来酸酐接枝聚乳酸置于60℃下真空干燥箱中干燥24h，干燥后放入塑炼机中，于170℃下，转速30min-1，密炼1min，然后加入改性黄麻纤维于塑炼机中，再密炼10min，得到PLA/黄麻纤维复合材料；
所述改性棉麻纤维的制备方法如下：将待处理的棉麻纤维放入到清水中浸润处理5min，完成后捞出再放入4%氢氧化钠溶液中浸泡处理6-8min，完成后捞出再放入清水中清洗处理10-15min，完成后捞出放入恒温干燥箱内干燥处理2-3h备用；
所述无反弹针刺无纺布的制备方法中包括热压步骤，PLA和PBS纤维热压后表面融化，将黄麻纤维和改性棉麻纤维黏住。
2.根据权利要求1所述的一种无反弹针刺无纺布，其特征在于，所述马来酸酐接枝聚乳酸与改性黄麻纤维的质量比为7：（2-3）。
3.根据权利要求1所述的一种无反弹针刺无纺布，其特征在于，所述黄麻纤维的改性处理过程如下：首先取体积分数为95%的乙醇，边搅拌边加入少量的乙酸调节其PH值至4，然后加入硅烷偶联剂KH550，配制成质量分数为（0.5-1）%的硅烷偶联剂溶液，静置片刻，再将碱处理后的黄麻纤维浸入配制好的硅烷偶联剂溶液中，1h后取出，用乙醇洗涤，最后将黄麻纤维放入鼓风干燥箱中，在80℃下干燥6h备用。
4.根据权利要求3所述的一种无反弹针刺无纺布，其特征在于，所述黄麻纤维的碱处理过程如下：将黄麻纤维浸入质量分数为5%的氢氧化钠溶液中3h，然后取出用蒸馏水洗涤，放入鼓风干燥箱中，在80℃下干燥至恒重备用。
5.根据权利要求1所述的一种无反弹针刺无纺布，其特征在于，所述马来酸酐接枝聚乳酸的制备方法如下：取过氧化二异丙苯、顺丁烯二酸酐研磨成粉末状，然后将过氧化二异丙苯粉末与顺丁烯二酸酐粉末与干燥后的聚乳酸树脂混合均匀后加入到塑炼机中，塑炼机温度170℃，转速30min-1，密炼时间10min，即得马来酸酐接枝聚乳酸。
6.根据权利要求5所述的一种无反弹针刺无纺布，其特征在于，所述过氧化二异丙苯、顺丁烯二酸酐、聚乳酸的质量比为1：4：200。
7.如权利要求1-6任一项所述的一种无反弹针刺无纺布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.干燥：将PLA/黄麻纤维复合材料、PBS、改性棉麻纤维干燥至含水率小于35ppm备用；
S2.熔融：将S1中干燥后的PLA/黄麻纤维复合材料、PBS、改性竹纤维、改性棉麻纤维混合后送入熔融设备融化，融化后加入交联剂并搅拌均匀得熔体；
S3.拉丝：将S2中得到的熔体通过纺丝箱拉丝，拉丝的同时通过侧吹风冷却丝束，然后打散，铺设到传动网帘上；
S4.针刺：将S3中铺设好的网状无纺布通过针刺机针刺，得到针刺无纺布；
S5.热压：将S4中得到的针刺无纺布通过平板硫化机热压成型，得到成品无反弹针刺无纺布。
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