CN101240465B - 聚乳酸抗水解纤维及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型聚乳酸抗水解纤维及制备方法，它是在聚乳酸中加入环氧化合物和环氧开环促进剂进行共混，经熔融纺丝延伸制成。本发明制备得到的聚乳酸抗水解纤维具有很好的抗水解性，经热水处理后能获得较高的强度保持率，可以提高聚乳酸纤维在高温、加压下染色的性能，提高聚乳酸纤维的广泛应用。

Description

聚乳酸抗水解纤维及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种抗水解纤维及制备方法。 
背景技术：
近年来，随着人们生活水平的提高以及环保意识的增强，人们对天然可生物降解纤维的研究越来越重视，聚乳酸(PLA)是一类可完全降解、对环境友好的脂肪族聚酯类高分子材料，具有优良的生物相容性，在生物体内经酶分解，在体外可在微生物、水、酸、碱等作用下完全分解，最终产物是二氧化碳和水，而且燃烧时不会散发毒气，不会造成污染。 
但是，纯聚乳酸纤维的抗水解性能较差，在织物的染色过程中，经加压高温处理，其织物的强度会下降，影响了聚乳酸纤维的广泛应用。 
发明内容：
本发明的目的在于提供一种抗水解性能好的新型聚乳酸抗水解纤维及制备方法。 
本发明的技术解决方案是： 
一种新型聚乳酸抗水解纤维，包括聚乳酸成分，其特征是：在聚乳酸成分中，混合有环氧化合物和环氧开环促进剂成分。 
所述的环氧化合物可以含有一个环氧基团或一个以上的环氧基团。 
环氧开环促进剂是双氰胺或其衍生物。环氧开环促进剂是季铵盐或鎓盐。聚乳酸抗水解纤维中，环氧化合物为聚乳酸重量成分的0.5～10 ％。聚乳酸抗水解纤维中，环氧开环促进剂为聚乳酸重量成分的0.05～2％。这种聚乳酸抗水解纤维的末端基含量为1～20eq/ton。这种聚乳酸抗水解纤维经高温高压热水处理后，其强度保持率为60～95％。 
一种新型聚乳酸抗水解纤维的制备方法，其特征是：包括下列步骤：将聚乳酸切片与环氧化合物、环氧开环促进剂混合后进行熔融纺丝，纺丝温度为200～240℃，卷绕速度为2800～5000m/min，得到POY，再经过延伸机进行延伸，延伸倍率为1.3～2，得到延伸丝。 
聚乳酸切片与环氧化合物、环氧开环促进剂混合方法是：将聚乳酸切片与相当于聚乳酸重量0.5～10％的环氧化合物及相当于聚乳酸重量成分的0.05～2％环氧开环促进剂混合，用双螺杆挤出机熔融共混，进行反应挤出，挤出温度为170～240℃，螺杆转速为250～400rpm。 
本发明的抗水解聚乳酸纤维由于具有很高的抗水解性，可以提高聚乳酸纤维在高温、加压下染色的性能，并且本身聚乳酸就具有生物可降解性，可提高聚乳酸纤维的广泛应用。本发明的抗水解聚乳酸纤维的末端基含量为1～20eq/ton。抗水解聚乳酸纤维经120℃的热水处理30分钟，其强度保持率为60～95％。 
下面结合实施例对本发明作进一步说明： 
具体实施方式：
实施例1：取10kg经真空干燥后的聚乳酸切片、100g双环氧基团化合物MADGIC、5g双氰胺混合均匀，用双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度为200℃，螺杆转速为250rpm。然后对混合切片进行干燥，使切片水分达到150ppm，经熔融纺丝制备，纺丝温度为225℃，卷绕速度为 3000m/min，最后进行延伸，延伸倍率为1.5，得产品。其纤维的羧基含量为9eq/ton，经120℃热水处理30分钟强度保持率为70％。 
实施例2：取10kg经真空干燥后的聚乳酸切片、150g三个环氧基团化合物TGIC、2.5g季铵盐混合均匀，用双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度为185℃，螺杆转速为300rpm。然后对混合切片进行干燥，使切片水分达到150ppm，经熔融纺丝制备，纺丝温度为235℃，卷绕速度为3500m/min，最后进行延伸，延伸倍率为1.6，得产品。其纤维的羧基含量为5eq/ton，经120℃热水处理30分钟强度保持率为75％。 
实施例3：取10kg经真空干燥后的聚乳酸切片、100g单环氧基团化合物DAMGIC、15g鎓盐混合均匀，用双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度为200℃，螺杆转速为300rpm。然后对混合切片进行干燥，使切片水分达到150ppm，经熔融纺丝制备，纺丝温度为220℃，卷绕速度为3000m/min，最后进行延伸，延伸倍率为1.5，得产品。其纤维的羧基含量为7eq/ton，经120℃热水处理30分钟强度保持率为80％。 
实施例4：取10kg经真空干燥后的聚乳酸切片、150g双环氧基团化合物MADGIC、5g双氰胺混合均匀，用双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度为220℃，螺杆转速为250rpm。然后对混合切片进行干燥，使切片水分达到150ppm，经熔融纺丝制备，纺丝温度为225℃，卷绕速度为2800m/min，最后进行延伸，延伸倍率为1.4，得产品。其纤维的羧基含量为7eq/ton，经120℃热水处理30分钟强度保持率为70％。 
实施例5：取10kg经真空干燥后的聚乳酸切片、100g三个环氧基团化合物TGIC、5g季铵盐混合均匀，用双螺杆挤出机挤出造粒，挤出 温度为230℃，螺杆转速为380rpm。然后对混合切片进行干燥，使切片水分达到150ppm，经熔融纺丝制备，纺丝温度为230℃，卷绕速度为4500m/min，最后进行延伸，延伸倍率为1.3，得产品。其纤维的羧基含量为6eq/ton，经120℃热水处理30分钟强度保持率为70％。 
实施例6：取10kg经真空干燥后的聚乳酸切片、100g三个环氧基团化合物TGIC、5g季铵盐混合均匀，用双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度为230℃，螺杆转速为380rpm。然后对混合切片进行干燥，使切片水分达到150ppm，经熔融纺丝制备，纺丝温度为230℃，卷绕速度为4500m/min，最后进行延伸，延伸倍率为1.9，得产品。其纤维的羧基含量为18eq/ton，经120℃热水处理30分钟强度保持率为90％。 

Claims (5)

1.一种聚乳酸抗水解纤维，包括聚乳酸成分，其特征是：在聚乳酸成分中，混合有环氧化合物和环氧开环促进剂成分；所述的环氧化合物为单环氧基团化合物DAMGIC、双环氧基团化合物MADGIC、三个环氧基团化合物TGIC中的一种，所述的环氧开环促进剂为双氰胺或其衍生物、季铵盐或鎓盐；其中，环氧化合物为聚乳酸重量成分的0.5～10％，环氧开环促进剂为聚乳酸重量成分的0.05～2％。
2.根据权利要求1所述的聚乳酸抗水解纤维，其特征是：这种聚乳酸抗水解纤维的末端基含量为1～20eq/ton。
3.根据权利要求1所述的聚乳酸抗水解纤维，其特征是：这种聚乳酸抗水解纤维经高温高压热水处理后，其强度保持率为60～95％。
4.一种聚乳酸抗水解纤维的制备方法，其特征是：包括下列步骤：将聚乳酸切片与环氧化合物、环氧开环促进剂组混合后进行熔融纺丝；所述的环氧化合物为单环氧基团化合物DAMGIC、双环氧基团化合物MADGIC、三个环氧基团化合物TGIC中的一种，所述的环氧开环促进剂为双氰胺或其衍生物、季铵盐或鎓盐；其中，环氧化合物为聚乳酸重量成分的0.5～10％，环氧开环促进剂为聚乳酸重量成分的0.05～2％；纺丝温度为200～240℃，卷绕速度为2800～5000m/min，得到POY，再经过延伸机进行延伸，延伸倍率为1.3～2，得到延伸丝。
5.根据权利要求4所述的聚乳酸抗水解纤维的制备方法，其特征是：聚乳酸切片与环氧化合物、环氧开环促进剂混合方法是：将聚乳酸切片与相当于聚乳酸重量0.5～10％的环氧化合物及相当于聚乳酸重量成分的0.05～2％环氧开环促进剂混合，用双螺杆挤出机熔融共混，进行反应挤出，挤出温度为170～240℃，螺杆转速为250～400rpm。
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