随着新冠病毒在欧洲的不断扩散和变异，越来越多的防疫物资被送往抗疫一线，研发新型医用材料也成为现在热门研究方向。在众多高性能材料中抗菌、可降解让PA56脱颖而出。
生物基聚酰胺56(PA56)是由生物基戊二胺与石油基己二酸合成的一种高聚物，其中生物基含量达到40%以上。生物基 PA56 作为一种环境友好且性能优异的高分子材料被广泛运用，且前景广阔。
聚六亚甲基胍盐酸盐(PHMG)是环保型高分子抗菌剂，属于有机抗菌剂，具有广谱高效的抗菌性 能以及易溶于水、无色无味、低毒性和价格低廉等特点，较好的热稳定性能，让其能够直接用于熔融共混的生产工艺中。
将不同比例的PHMG与PA56共混，形成PA56/PHMG共混体系，并通过熔融纺丝的方法可以制备得到抗菌PA56纤维。
01 PA56和PHMG相容性
PHMG在PA56中呈现颗粒状态，大约在0.2~1μm之间，分布均匀，即使PHMG质量分数达到3%的比例时，依旧没有出现大量团聚的情况；同时可以看出：共混物断面未出现明显孔洞，没有相分离现象，说明两者有很好的相容性。其主要原因是PA56与PHMG均含有端氨基，它们具有一定的化学相容性，为后续满足纤维加工提供了必要条件。
02 PA56/PHMG共混体系黏度分析
随着PHMG添加量的增加，PA56/PHMG共混体系的黏度逐渐降低，但总体降低不大。主要原因是PHMG颗粒可以使PA56大分子链之间相对滑动更加容易，起到增塑剂的作用，从而降低了共混体系的黏度。
PA56及PA56/PHMG的黏度
03 PA56/PHMG共混体系热性能分析
随着抗菌剂PHMG添加量的增加，PA56/PHMG共混体系的熔点逐渐降低，由纯PA56的254.9 ℃降低至250.8 ℃。其原因是PHMG的加入破坏了PA56的结晶度，导致共混体系的熔点降低，少量的PHMG加入总体上对其熔点影响不大。PHMG质量分数从0.5%增加到3%时，未出现共混物熔融曲线的双峰特性。主要原因是由于抗菌剂PHMG的添加量较少，且混合得比较均匀。
PA56及PA56/PHMG的DSC升温曲线
PA56及PA56/PHMG的DSC和TGA测试结果
随着抗菌剂PHMG添加量的增加，PA56/PHMG共混体系的分解温度逐渐降低，质量损失5%的分解温度由纯PA56的400.7 ℃降低至373.7 ℃。主要原因是PHMG的分解温度比PA56低，导致共混体系分解温度降低。根据DSC和TGA的数据分析可以得出结论，少量PHMG的加入对 PA56/PHMG共混体系热稳定性影响相对较小。
PA56及PA56/PHMG的TGA曲线
PA56及PA56/PHMG的DTG曲线
04 PA56/PHMG纤维力学性能
随着牵伸倍数的增大，抗菌PA56纤维的断裂强度逐渐增加，断裂伸长率逐渐降低。这是因为随着牵伸倍数的增大，纤维大分子链在应力的作用下沿轴向排列更加规整，从而提高了纤维的断裂强度，降低了断裂伸长率。
随着抗菌剂PHMG添加量的增加，抗菌纤维的断裂强度和断裂伸长率都呈下降的趋势，含3%PHMG的抗菌纤维相较于PA56维的断裂强度和断裂伸长率大约下降10%~20%。主要原因是纤维中的PHMG微粒会导致纤维拉伸时应力不均匀，存在应力弱点，因此抗菌纤维的断裂强度和断裂伸长率下降。
PA56和抗菌PA56纤维的力学性能
05 PA56/PHMG纤维的抗菌性能
PA56纤维对大肠埃希菌和金黄葡萄球菌具有40.2%和 45.2%抑制率。当PHMG质量分数为0.5%时，抗菌PA56 纤维的抑菌率提升到90%左右；当PHMG质量分数达到2%时，抑菌率已经可以达到99.9%，表现出非常优异的抗菌性能。
PA56和抗菌PA56纤维的抑菌率
06 总结
01 PA56/PHMG共混体系中的PHMG以细微的颗粒状物体均匀分散在PA56中，其粒径大小基本在1μm以下，PHMG与PA56共混体系具有很好的相容性。
02 随着PHMG添加量的增加，PA56/PHMG共混体系的熔点、分解温度、黏度逐渐降低，但整体下降程度较小。
03 PHMG添加到一定程度时，降低了PA56/PHMG抗菌纤维的力学性能，但总体下降不大。
04 添加极少量的PHMG，PA56/PHMG共混体系就能够获得很好的抗菌性能。抗菌剂质量分数为0.5%即可达到抗菌标准的要求；当PHMG质量分数达到2%时，抗菌PA56纤维抑菌率可达到99.9%。
文章来源:链塑网