聚乳酸(PLA)作为一种以绿色可再生的植物资源(如玉米、马铃薯等)为原料,通过化学合成方法制备而成的可生物降解热塑性聚酯,其生产过程绿色环保,并且最终降解产物为二氧化碳和水,不会造成环境污染。聚乳酸不仅具备良好的机械性能和加工性能,而且还拥有优异的光学性能、阻隔性能。聚乳酸的加工性能使其可利用多种成型加工技术制备得到薄膜、纤维和片材等制品,广泛应用于食品包装、薄膜成型、农业、林业、土木工程和医疗用品等领域。超细纤维因其独有的尺寸效应所赋予的高比表面积等特殊性能而被广泛地应用于医疗卫生、高效防护、精细过滤、汽车工业、农业等领域。多孔纤维是指单根纤维表面或内部存在多孔结构的一类纤维,具备高比表面积和高表面粗糙度等优点。结合两者优势可以制备出具备更高的比表面积及孔隙率的超细多孔纤维,使其拥有更广阔的市场应用前景。目前,制备超细纤维的方法主要包括自组装、离心纺丝、静电纺丝、模板合成及拉伸法等。其中,离心纺丝是一种能够有效制备微纳米超细纤维的纺丝方法,其对材料或溶剂无极性要求,并且具备高效低耗,安全环保等优点。基于此,国内外研究相关方向的研究人员,利用离心纺丝方法已经成功制备了多种超细纤维,并在纳米增强材料、柔性储能材料、生物功能材料、陶瓷材料、细胞培养、药物运输等领域得到了广泛应用。PLA纤维所拥有的生物降解性能是其它合成纤维所不具备的,这也是PLA纤维的独特优势之一,具备有取代PP和PET等合成纤维的优势,即将成为新一代绿色功能纤维。本文利用离心纺丝法成功制备了PLA超细纤维,研究了各工艺参数及不同纺丝方法对PLA纤维结构和性能的影响规律,并且利用三醋酸甘油酯(GTA)和聚乙二醇(PEG)对PLA纤维进行亲水改性,研究了两者的加入对聚乳酸纤维结构和性能的影响。(1)实验主要研究了溶剂配比(二氯甲烷(DCM)/N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的比例)和工艺参数(针头规格、喷丝器转速、收集距离)的变化对离心纺PLA纤维形貌和直径的影响。得出以下结论:随着DCM/DMF比例的不断减小,即DMF含量的不断增加,纤维的形貌呈现出由多孔表面向褶皱表面转变的规律。当DCM/DMF比例达到2.5/1时,纤维表面的褶皱程度较小,且此时纤维直径达到最小,均匀性较好。以纯DCM为溶剂所制备PLA纤维的表面形貌均为致密均匀的多孔结构。总体而言,针头规格越大喷丝器转速越高,收集距离越大,纤维直径越小。本章实验最终得到的最佳纺丝参数为:DCM/DMF比例为2.5/1,针头规格为27 G,喷丝器转速为2000 rpm,收集距离为12 cm。(2)实验研究了三种纺丝方法(离心纺、静电纺和离心静电纺)所制备的PLA纤维在结构和性能方面存在的差异。得出以下结论:离心纺和离心静电纺PLA纤维表面均为致密均匀的多孔结构,但静电纺PLA纤维表面孔隙较深,且形状各异。随着电压的增大,静电纺纤维平均直径总体变化不大。而随着电压和转速的增加,离心纺和离心静电纺纤维的平均直径均随之增加。其中,静电纺纤维的直径最小,离心纺纤维居中,离心静电纺纤维直径最大。三种纺丝方法对纤维内部结构造成的影响不尽相同。其中,静电纺丝对纤维结晶结构的破坏程度最大,离心静电纺丝居中,离心纺丝最小。三种纺丝方法所制备纤维的热稳定性均弱于PLA原料。其中,离心静电纺纤维的热稳定性最差。离心纺和离心静电纺纤维的比表面积相差不大,静电纺纤维的比表面积是以上两者纺丝方法的2倍左右。三种纺丝方法所制备的纤维膜均具有较好的疏水性(CA>120°)。其中,静电纺纤维的疏水性能最好,离心静电纺纤维第二,离心纺纤维最差。(3)实验研究了GTA和PEG的加入对PLA纤维结构和性能的影响规律。得出以下结论:GTA和PEG的加入对PLA纤维的表面形貌的影响存在相似规律。随着GTA和PEG含量的增加,PLA/GTA和PLA/PEG纤维的表面形貌均发生由多孔形貌向光滑形貌的转变。GTA的加入一定程度上降低了PLA纤维的热稳定性同时也影响了PLA纤维的结晶结构。而PEG的加入对PLA纤维的热稳定性和结晶结构影响不大。相比于PLA纤维,两种复合纤维的亲水性能均有所改善。并且随着GTA和PEG含量的增加,复合纤维的亲水性能也随之增强。其中,当GTA的含量达到50%时,PLA/GTA纤维膜达到超亲水现象。