可降解材料
近年来随着公众环境可持续意识持续提升，可降解、可回收等环保产品日益受到消费者青睐。在此背景下，具备突出环境友好性的可降解材料也在多个行业引发广泛关注。卫生产品市场的持续增长尤其加速了该类材料在该领域的研发与应用，因其具备降低健康风险与环境影响的潜力，正成为可降解卫生巾开发的核心方向。当前天然纤维、多糖、蛋白质、可降解聚合物均在积极布局该领域，推动产品向更绿色、更可持续的方向升级。
3.1 天然纤维
天然纤维是一类直接来源于自然、未经过合成化学处理的纤维状材料，主要源自动物与植物资源，拥有悠久的使用历史与广泛的应用场景，具备低成本、可回收、可再生、环境友好等特征，在促进资源循环、减少环境污染方面具备独特优势。天然纤维内部丰富的纤维素与半纤维素使其具备优异的亲水性能，凭借固有特性，天然纤维在高性能环保卫生产品开发中展现出独特优势，为该领域的创新应用创造了有利条件。
3.1.1 棉
棉制品因透气、吸湿、舒适、安全等优异性能，在纺织市场占据重要地位。成熟棉纤维中纤维素含量超过95%，表面富含羟基等亲水基团，是卫生巾面层与吸收芯最常用的材料之一。然而天然棉缺乏固有抗菌性能，接触经血后，棉纤维的营养属性结合人体适宜温度、封闭潮湿的环境，为微生物生长提供了理想条件，可能增加感染风险与皮肤刺激概率。因此，赋予棉抗菌性能是显著提升女性卫生产品安全性与舒适度的可行路径。
提升棉抗菌性能的有效途径包括纳米材料处理、抗菌剂添加、抗菌纤维共混、抗菌涂层施加等。Sathishkumar等通过电化学方法从天然提取物中合成纳米着色剂，提升了棉质吸收垫的抗菌能力；抗菌测试中，所开发的棉吸收垫对革兰氏阳性菌表现出明显抑制圈（18 mm），圈内无微生物生长，而对照组未出现抑制圈，且抗菌活性与着色剂浓度正相关。Szadkowski等设计了负载芦荟提取物与肉桂精油的壳聚糖涂层，三者发挥协同作用，赋予棉织物高生物活性；该研究针对大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus, S. aureus）、白色念珠菌（Candida albicans, C. albicans）等5种不同菌株开展测试，结果显示壳聚糖涂层棉织物对所有测试菌株均表现出有效抗菌活性，尤其对革兰氏阳性菌的抑制作用更为突出，抑制圈均超过1 mm，而未处理棉织物在整个实验过程中对任何测试菌株均未表现出抗菌活性。Rout等将壳聚糖分散于乙酸与柠檬酸溶液中作为棉纤维改性剂，进一步提升了纤维抗菌活性；研究人员采用平板计数法，以菌落形成单位（Colony Forming Unit, CFU）为指标评价改性棉纤维的抗菌功效，实验结果显示未改性棉纤维的琼脂平板上菌落密集，而改性棉纤维平板上仅有少量散在菌落，CFU计数最高可达100，而改性棉纤维最低仅为2，有力证明改性棉纤维显著抑制了E. coli、S. aureus等病原微生物的生长。此外，有机酸的引入可将体系pH调节至弱酸性范围（3.5-4.5），更贴合女性阴道环境且不破坏其微生态平衡，在女性卫生产品中具有极大的应用潜力。
3.1.2 竹纤维
竹纤维因低成本、可再生、环境友好、优异力学性能（高韧性、高拉伸强度）等特性，在建筑与纺织行业应用广泛。其独特的微孔粗糙表面结构与丰富的纤维素、木质素组分赋予其突出的亲水性与吸湿性能。Kathirvel等利用该特性开发出竹纤维卫生巾，表现出优异性能：吸收容量达22.6 g/g，液体穿透时间仅1.63秒，有利于经血快速转移，减少表面潮湿导致的皮肤不适。为系统评价抗菌功效，研究在相同实验条件下以芦荟纤维卫生巾作为抗菌对照组，由于独特的“竹醌”结构，竹纤维对E. coli（抑制圈5.0 cm）与S. aureus（抑制圈2.3 cm）的抑制作用显著优于芦荟纤维对照组（E. coli 3.5 cm，S. aureus 1.0 cm），证实竹纤维具备实质性抗菌优势。
3.1.3 香蕉纤维
香蕉纤维提取自香蕉假茎，具备质轻、环境友好、可降解、生物相容性、抗菌活性、良好可纺性、优异力学性能等优势，主要应用于纺织工业。Pawar等采用香蕉纤维开发可降解环保卫生巾，土壤降解研究显示，与不可降解合成替代品相比，香蕉纤维基卫生巾质量变化显著，初始质量2 g，一周后降至1.88 g，埋土8个月后仅剩余0.52 g。此外香蕉纤维来源丰富、易获取、成本低、加工简单，具备大规模生产可行性，研究人员估算其可降解卫生巾成本约为商业产品的三分之一。但该研究的不足在于，香蕉纤维基吸收芯在液体保持能力与血液吸收能力上与传统商业卫生巾相比存在明显差距：血液吸收能力测试显示，可降解卫生巾最大吸收量仅为35.0±3.5 mL，而作为参照的商业卫生巾最小吸收量为38.8±4.8 mL，最高可达70.0±3.5 mL，血液吸收能力远不及可降解版本。因此仍需更广泛深入的研究分析该现象成因，提升可降解卫生巾的吸收性能。
3.1.4 菠萝叶纤维
菠萝叶纤维（Pineapple Leaf Fiber, PALF）提取自菠萝叶片，因其突出的力学性能、高拉伸强度、优异可降解性、抗菌活性受到广泛关注。PALF纤维素含量高（70%-82%），具备优异亲水性与强吸水能力，是制造女性卫生产品的极具吸引力的原材料。Anbalagan与Mani以PALF为吸收芯、竹纤维织物为顶层、淀粉基生物塑料为防漏层，开发出全可降解环保卫生巾。研究首先对PALF进行碱（NaOH）与草本（皂角苷）两种处理，转化为蓬松柔软的浆料，制备样品A与B作为吸收芯，随后开展标准化性能测试评价其实际应用适用性。测试结果显示，碱处理PALF吸收芯表现出更优的吸附性能，最大液体吸收容量达119 g，超过所有受测商业卫生巾（最大吸收量100 g）；此外，得益于天然纤维独特的结构与理化特性，两种浆料基样品的各项参数均符合规范要求：pH值分别为6.4与6.5，回渗值分别为0.549 g与0.553 g，穿透时间均为3秒，与商业产品（pH 6.2-6.8，回渗值0.379-0.564 g，穿透时间2秒）相当。该研究证实PALF是开发高性能环保卫生巾的理想候选材料，但其在卫生产品中的应用报道仍十分有限，潜在用途值得进一步探索。
天然纤维凭借优异的可降解性与环境友好性，在推动可持续材料发展中扮演关键角色。尽管天然纤维在工业应用领域已取得显著进展，但其在卫生产品中的潜力仍未得到充分挖掘。通过改性技术与功能化设计，天然纤维在亲水/疏水性能、韧性、力学性能、热行为、抗菌活性等方面均展现出独特优势。因此，加强天然纤维在卫生产品领域的研究、推进其工业化应用，不仅能够助力新型环保卫生产品开发，也能为实现循环经济与可持续发展提供关键支撑。更重要的是，相较于商业卫生巾使用的化学合成材料，天然纤维具备多重优势：首先安全性更高，大量研究指出商业女性卫生产品中检测出的挥发性有机物、邻苯二甲酸盐、二噁英等与子宫内膜异位症、子宫平滑肌瘤、癌症存在关联；其次天然纤维固有的抗菌活性可为女性生理系统建立有效防护屏障，降低潜在健康风险；再者作为可再生资源，天然纤维可减少了对石油等化石燃料的依赖，缓解资源枯竭压力；最后其优异的可降解性能够最小化环境影响，为卫生用品行业的可持续未来铺平道路。
3.2 多糖
多糖是自然界中广泛存在的天然大分子，来源于动物、植物与微生物，具备抗病毒、抗肿瘤、抗氧化、免疫调节、抗菌等多种生物与药理活性，在食品、制药、生物医学、临床领域发挥着关键作用。近期，针对传统卫材的健康风险与环境影响担忧，多糖作为天然高分子，凭借其突出的可降解性与生物相容性，在卫生产品应用领域引发了广泛兴趣，尤其是多糖基高吸水性树脂已成为众多学者的研究重点。
3.2.1 果胶
果胶是高等植物细胞壁中的天然多糖，具备凝胶化能力、乳化性、抗菌活性、免疫调节等多功能特性，其结构极为复杂，由多种糖基残基组成，羟基、酰胺基、羧基为主要官能团，这些普遍存在的亲水基团赋予其优异的亲水性与吸水能力。果胶独特的结构与理化特性使其在食品、制药、健康卫生领域具备多元化应用场景。例如Zhou等以枳实中提取的果胶为原料，开发用于卫生产品的超吸水性树脂（Super Absorbent Resin, SAR）：在交联剂作用下，果胶与丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸单体发生接枝共聚，形成高度致密的孔隙结构与稳定的三维网络，水分子可通过孔隙快速渗透进入网络内部，同时提升吸收容量与保持性能。吸收测试显示，该SAR的水吸收容量达97.5 g/g，与商业纸尿裤（109.9 g/g）相当，且显著优于商业卫生巾（52.5 g/g）；同时SAR对人工尿液与血液的吸收能力与商业纸尿裤相当，在卫生产品中具备突出的应用价值。此外，SAR在耐盐性、抗菌性能、皮肤刺激性、土壤降解测试中均表现出色，表明果胶是开发高性能环保吸收芯的优质材料。
3.2.2 藻酸盐
藻酸盐是一种线性阴离子多糖，具备良好的细胞相容性、可降解性与优异的凝胶形成能力，在二价阳离子存在下，藻酸盐极易与之交联形成稳定凝胶，而血液中包含Na⁺、K⁺、Ca²⁺等多种电解质，在Ca²⁺等离子辅助下，藻酸盐可对血液进行凝胶化处理，是生物医学与临床领域的重要止血材料，且藻酸盐分子量越高，黏度越大，增强血液黏度的能力越强。Bataglioli与Kaur等设计了一种改善经期护理的天然配方，开发了由高分子量藻酸盐与甘油组成的粉末，用于吸收并凝胶化经血，从而减少渗漏与溢出，提升卫生产品的使用感受与舒适度。该天然配方在最优配比（1:0.5）下达到峰值血液吸收容量（约7.5 g/g）；为模拟实际应用场景，研究人员将该配方填充至卫生巾与月经杯中开展血液渗漏与吸收测试，结果显示与商业填充物、聚丙烯酸酯基吸收剂相比，海藻酸钠-甘油粉末表现出最高的血液保持率；此外与未添加助剂的空月经杯相比，装载该藻酸盐配方的月经杯血液溢流量显著降低。证据表明，藻酸盐的凝血机制为设计高性能、高舒适度的女性卫生产品提供了新路径。
海藻酸钠作为藻酸盐的衍生物，具备突出的亲水性与凝胶化性能，是制备多糖基吸收剂的优选候选材料。Ismaeilimoghadam等以Ca²⁺交联的海藻酸钠为卫生巾吸收芯，制备了全生物基吸收剂，实际应用中该吸收芯的经期液体吸收能力优于商业SAP。此外，通过与丙烯酸单体接枝共聚可进一步提升吸收容量。在此基础上，Wang与Fu等将无机填料（改性硅藻土）引入海藻酸钠-聚丙烯酸-丙烯酰胺超吸水性树脂网络，受益于海藻酸钠优异的吸水保水性能与硅藻土的孔隙结构稳定性，复合材料整体性能显著提升。天然多糖基SAP不仅降低了生产成本，还克服了石油基材料的不可降解缺陷，是合成SAP更环保的替代品，在卫生产品应用中具备巨大潜力。
3.2.3 淀粉
淀粉作为自然界最丰富的多糖之一，是极具价值的再生生物质资源，具备显著开发潜力。淀粉由直链淀粉与支链淀粉组成，分子链上富含羟基，赋予其优异的水合性能，糊化后可与水形成稳定凝胶体系；通过物理相互作用或化学交联构建的三维网络结构可有效吸收并保持水分，形成多孔水凝胶材料。丰富的亲水基团使淀粉基水凝胶具备优异的吸水保水性能，成为天然环保型吸收材料，为开发高品质可持续卫生产品提供了显著优势。值得注意的是，Prasad等证明了柠檬酸作为天然交联剂的有效性，可促进羧甲基纤维素与淀粉的交联反应，制备出新型SAP，该创新材料表现出强劲的吸收能力，连续3次溶胀循环后仍保持初始吸水能力的88.65%，凸显了其优异性能与实际应用潜力。
然而与商业丙烯酸酯基SAP相比，淀粉基SAP存在吸收容量有限、力学强度低、热稳定性差等局限，因此合成具备理想性能的淀粉基SAP仍是重大挑战。研究表明，掺入无机填料是提升其综合性能的有效途径：Datta Chaudhuri等将膨润土引入淀粉接枝聚丙烯酸水凝胶，同时提升了溶胀能力与热稳定性；Nakason等报道的膨润土改性SAP水吸收容量可达730 g/g；Motamedi等探索将经不同方法改性的天然木炭材料引入淀粉基水凝胶，发现天然木炭纳米颗粒在优化吸收容量、保水性、凝胶强度、热稳定性方面效果尤为突出；Olad等研究了斜发沸石在淀粉基半互穿网络水凝胶纳米复合材料中的添加效果，观察到力学强度显著提升，斜发沸石的物理交联效应还提高了水凝胶网络的孔隙率，形成高度多孔结构，使溶胀速率加快，溶胀容量从286.21 g/g提升至364.82 g/g。多孔结构增加了材料的比表面积，扩大了与水的接触面积，缩短了水渗透距离，从而提升吸水速率与吸水能力。超临界CO₂干燥已成为构建稳定多孔结构的有效技术，Zhang与Yu等利用该方法制备出可快速吸水的淀粉基SAP，扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope, SEM）显示该淀粉基SAP具备连通的大孔与微孔网络，有利于水分子通过不同尺度的孔隙快速扩散，在短时间内实现高吸水速率，吸水动力学实验显示其初始吸水速率极快，10秒内即可达到100 g·g⁻¹的吸水比，这对需要快速吸收液体的卫生产品而言是显著竞争优势。此外，高比表面积与亲水基团的协同作用使该SAP具备超过500 g·g⁻¹的优异吸水容量；通过将淀粉含量提升至33%，研究人员充分利用了淀粉的成本优势与可降解性，同时克服了传统卫生巾吸收慢、吸水量低、不可降解等短板，使淀粉基SAP成为极具应用潜力的优质吸收材料。
淀粉基SAP是合成SAP的更优替代品，可有效降低卫生产品的安全风险与环境影响，同时保留天然淀粉固有的可降解性。但当前研究主要聚焦于提升淀粉基SAP的吸液能力，未能充分挖掘其多功能潜力。淀粉不仅具备优异的加工适应性、凝胶化性能与成膜能力，还可通过与其他功能材料复合进一步强化。基于这些特性，有必要探索其在可降解非织造布或功能薄膜中的应用，这将大幅拓宽淀粉材料在卫生产品中的适用范围，为行业可持续发展提供新路径。
3.2.4 纤维素
纤维素是植物细胞壁的主要结构成分，是地球上最丰富的天然高分子。随着石油资源日益稀缺与可持续发展需求不断提升，这种资源丰富、可再生、可降解的天然高分子作为可持续技术与工业应用的关键生物材料，受到了广泛关注。此外，纤维素的不同形态，包括纳米纤维素、纤维素衍生物、纤维素复合材料，为生物基聚合物的生产提供了环境友好、可持续的石油基材料替代方案，从而在多个领域开辟了绿色路径。
纤维素基纺织品因优异的透气性与舒适度，广泛应用于贴身衣物、个人防护装备、医用纺织品等领域。近年来，纤维素材料的环境相容性与生物安全性得到广泛认可，推动了其在女性卫生产品中潜在应用的集中研究。但作为一种大分子多糖，纤维素可作为微生物生长的营养基质，可能导致细菌增殖、炎症、感染等健康问题，因此通过改性技术或添加抗菌剂赋予纤维素织物抗菌性能至关重要，可为开发高品质、安全、环保的卫生产品提供关键技术支撑。
纤维素不溶于水与常见有机溶剂，溶解是实现其功能化应用的关键步骤。Li等创新性采用低浓度氯化锌（ZnCl₂）水溶液作为绿色溶剂，通过对玉米秸秆纤维素的部分溶解，成功制备了全纤维素复合材料；Zn²⁺与纤维素分子内的羟基相互作用显著提升了所得材料的力学性能，同时部分Zn²⁺在反应过程中转化为氧化锌纳米颗粒，可严重破坏E. coli与S. aureus的微生物膜，从而实现优异的抗菌功效。水杨酸是一种植物激素，对细菌与真菌表现出优异的抑制作用，是天然抗菌剂，但其弱酸性可能引发强烈刺激，高浓度不适合直接接触皮肤。为缓解该局限，微胶囊技术将活性成分封装在密封的微米或纳米级胶囊中，可实现控释与长效作用。Zhang等采用水杨酸微胶囊赋予纤维素非织造布强抗菌性能，抗菌活性与水杨酸浓度正相关：将水杨酸浓度从6%提升至14%，对E. coli的抑制率从94.44%提升至99.94%。值得注意的是，抗菌微胶囊含量增加会导致其在纤维间聚集，形成高度致密的网络结构，降低了织物的透气性与柔软度，导致舒适度下降，这表明在开发抗菌纤维素基材料时，需要在功能性能与使用者舒适度之间寻求平衡。
因此在改性过程中保留纤维素基织物的优良特性至关重要。Liu与其研究团队采用带有不同疏水基团的异氰酸酯对纤维素非织造布进行改性，赋予其高疏水性，且该改性对织物的透气性与柔韧性影响极小，同时在一定程度上提升了其力学性能；更重要的是，通过调整改性剂浓度、改变异氰酸酯的类型与取代度，可对疏水性与透气性进行调控，以满足特定需求。此外，添加氧化锌纳米颗粒等无机抗菌剂可在保持疏水性的同时显著提升抗菌活性，该策略在一次性卫生产品中具备可观的应用前景。另一项研究中，扁柏酚成为兼具抗菌与疏水特性的核心来源，扁柏酚是一种天然单萜，具备突出的抗菌活性与安全性，是应用广泛的抗菌剂。研究人员采用扁柏酚与3-氨丙基三甲氧基硅烷（3-aminopropyltrimethoxysilane, APTMOS）合成改性剂，喷涂于纤维素非织造布表面；改性剂引入的疏水基团与纤维素的亲水基团在非织造布表面构建了交替的亲水-疏水垂直梯度，形成不对称润湿性，实现了不可逆的单向液体传输。当液体穿过织物时，高疏水的喷涂侧促进液体向亲水侧转移，减少液体穿透时间；亲水侧负责快速吸收液体，未及时吸收的液体会在亲水侧的纤维内扩散，无法反向穿透疏水侧，该机制有效防止了返潮，确保表面保持干燥清洁。此外，单层
