近日，青岛大学宁新教授团队在双亲性聚丙烯超细纤维材料的连续化制备技术上取得进展，在《Chemical Engineering Journal》期刊上发表了题为“Polypropylene durable amphiphilicity through interfacial macromolecular implantation”的研究论文并相关专利申报。该研究报道了一种工业化可行的双组份纤维纺丝和后处理工艺以制备具有耐久表面双亲性的聚丙烯（PP）超细纤维及非织造材料。如图1流程图所示，在双组份熔融纺丝过程中，两种组份熔体界面上发生了分子链相互扩散，改性聚乙烯醇（PVA）共聚物的部分大分子链段被植入到PP界面相，并随着纤维冷却固化被锚定在PP纤维表面，这是PP纤维具有亲水性的原因。热水（95 ℃）处理去除PP纤维表面游离的PVA，得到PP超细纤维，但并不会改变锚定PVA亲水链段带来的亲水效果；DMSO处理（65 ℃）则可进一步提取PP表面上锚定较浅的PVA链或将其掩埋进PP内部，使PP纤维表面再转化为亲油性和疏水性。此外，PVA可回收再利用，回收后的PVA组成、分子结构、热性能与原料一致。

图1 亲/疏水PP微纳米纤维非织造材料制备工艺流程、大分子界面植入机制示意图；（a）PVA/PP海岛纤维，（b）PP-w，（c）PP-d，（d）PP-w-d微纳米纤维无纺布的SEM图像

  图2a-d中，XRD、TG、DSC以及PVA提取后的失重率测试结果均协同一致表明，PVA/PP海岛纤维经热水或DMSO多次反复处理后，PVA几乎被完全去除。经热水处理后得到的PP-w纤维表现出反复持久的亲水性，并由此带给非织造材料显著的水相毛细芯吸效应（图2e），属于双亲性（Amphiphilic）材料。而经DMSO直接处理或热水处理后再进一步DMSO处理得到的PP-d、PP-w-d纤维则再次表现出疏水性。

图2 PP纤维非织造材料的（a）XRD谱图，（b）TG曲线，（c）DSC曲线，（d）PVA提取后的失重率，（e）水相和（f）油相中毛细芯吸高度动态变化曲线，（g）FTIR谱图，（h）XPS谱图，（i）表面O含量

图3 PP纤维非织造材料亲水效果的耐有机溶剂和耐久性

  聚丙烯（PP）作为全球第二大合成纤维材料，因其轻质、成本低、机械强度高、耐腐蚀等优势，广泛应用于医疗、过滤、卫生等领域。然而，PP的极度疏水性导致其难以进行表面功能化处理，限制了其在高端领域的应用。传统改性方法（如浸渍、涂层、等离子处理、化学接枝等）存在耐久性差、工艺复杂、污染环境及成本和规模化等问题。如何赋予PP纤维持久可控的亲水/疏水特性，是学术界与产业界共同关注的难题。本文为解决此行业难点提供了一种全新的路线。

  论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.161428