CN101851859A - 一种抗水解聚乳酸纤维材料制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗水解聚乳酸纤维材料制备方法。以含氟化合物为整理剂，质量浓度为40-80g/L，控制处理液pH值为5-7，将聚乳酸纤维材料放置在溶液中，在常温条件二浸二轧处理，控制轧余率为70-90％，在80-100℃烘干2-3min，然后在130-150℃培烘2-5min。由于处理纤维材料表面覆盖了一层含氟拒水拒油层，使聚乳酸纤维材料获得了优良的耐水解效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚乳酸纤维材料的制备方法，特别是一种抗水解聚乳酸纤维材料制备方法。
背景技术
随着环境污染的日益严重和石油资源的日益面临枯竭，人们对于环保材料的需要也就越来越大。可生物降解和来源可再生高分子材料的开发已经成为广大科技工作者研究的热门课题之一。
聚乳酸纤维(PLA)是一种完全可以生物降解的新型合成纤维，它的原料可以从玉米等谷物中取得，废弃后经微生物作用可以分解为二氧化碳和水。聚乳酸纤维兼有天然纤维和合成纤维的优良以及可生物降解性和生物相容性，可广泛应用于纺织、服装和工业产品领域。
但聚乳酸纤维的降解问题，尤其日常使用中的降解成为人们关心的问题，特别是在酸碱环境条件下的因水解降解速率快的问题，影响着聚乳酸纤维制品在服用领域的广泛应用。如作为服用织物材料，聚乳酸纤维织物在家用洗涤的微碱性条件下会导致明显的强度损伤。如何解决聚乳酸纤维材料在实际应用过程中的耐水解降解问题，是聚乳酸纤维材料广泛应用的关键。
在聚乳酸降解改性方面相关研究较多。主要有提高PLA结晶度、添加化学助剂(耐水解稳定剂)、添加碱性中和添加剂等方法。这些研究对聚乳酸降解性能的改善起到了很大的指导作用。东丽专利[JP 2003301327/2003]对PLA纤维改性时，选用4，4’-双环己基甲基碳二亚胺和4，4’-四亚甲基碳二亚胺作为耐水解改性剂。东丽专利[JP 2002030208/2002]在聚乳酸中添加N，N’-双(2，6二异甲基苯)碳二亚胺(为Bayer公司的TIC)作为耐水解改性剂。东丽专利(200610096943.4)利用氮丙啶水溶性交联剂为主对纤维进行改性来达到耐水解降解作用。
上述发明主要是在生产聚乳酸的过程中加入添加剂或利用化学助剂对聚乳酸分子链进行封端来达到耐降解的效果，而本发明是利用普通的含氟整理剂来对生产成型的聚乳酸纤维制品进行表面整理，使纤维表面覆盖一层拒水拒油层，使湿态条件下阻止水份和聚乳酸纤维材料接触并向纤维内部扩散，赋予了聚乳酸纤维制品很好的耐水解降解性，具有广泛的应用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗水解聚乳酸纤维材料制备方法，使聚乳酸纤维材料具有优良耐水解性能的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案的工艺步骤如下：
以含氟化合物为整理剂，质量浓度为40-80g/L，控制处理液pH值为5-7，将聚乳酸纤维材料放置在溶液中，在常温条件二浸二轧处理，控制轧余率为70-90％，在80-100℃烘干2-3min，然后在130-150℃培烘2-5min。由于处理纤维材料表面覆盖了一层含氟拒水拒油层。
所述的含氟化合物为氟烷基聚丙烯酸共聚物或含氟烷基共聚物。
所述的聚乳酸纤维材料为聚乳酸纤维和聚乳酸纤维织物。
本发明具有的有益的效果是：
聚乳酸纤维材料经过后整理后，纤维材料表面覆盖了一层含氟拒水拒油层，使聚乳酸纤维材料获得了优良的耐水解效果。
具体实施方式
实施例1：
将聚乳酸纤维(PLA，Cargill Dow公司生产)常温浸泡在50g/L的RepellanXPF(是一种组分为全氟烷基聚丙烯酸共聚物的乳白色液体)整理液中，用NaOH和醋酸调节处理液pH＝7，二浸二轧。然后脱水，实际控制保水率为72％。脱水后纤维在90℃的条件下烘干2min，并在150℃条件下焙烘3min，使纤维表面生成耐久拒水拒油膜。整理样品与未整理样品分别放置在自行配置的pH为3.7、7.4和12的缓冲溶液中，在37℃条件下进行水解降解处理6周，取出纤维后放入干燥皿中干燥后测定强力。获得的效果是：处理后的纤维强度分别比未经处理的纤维材料提高32％(pH＝3.7)、36％(pH＝7.4)和235％(pH＝12)。纤维材料获得优良的拒水拒油效果，尤其在碱性条件下(pH＝12)处理后其强度比未经处理纤维提高235％，获得优异的、尤其是碱性条件下的抗水解性能。
实施例2：
将聚乳酸纤维(PLA，Cargill Dow公司生产)常温浸泡在40g/L的RepellanXPF(是一种组分为全氟烷基聚丙烯酸共聚物的乳白色液体)整理液中，用NaOH和醋酸调节处理液pH＝5，二浸二轧。然后脱水，实际控制保水率为88％。脱水后纤维在90℃的条件下烘干，并在140℃条件下焙烘3min，使纤维表面生成耐久拒水拒油膜。整理样品与未整理样品分别放置在自行配置的pH为3.7、7.4和12的缓冲溶液中，在37℃条件下进行水解降解处理6周，取出纤维后放入干燥皿中干燥后测定强力。获得的效果是：处理后的纤维强度分别比未经处理的纤维材料提高25％(pH＝3.7)、30％(pH＝7.4)和180％(pH＝12)。纤维材料获得优良的拒水拒油效果，尤其在碱性条件下(pH＝12)处理后其强度比未经处理纤维提高180％，获得优异的、尤其是碱性条件下的抗水解性能。
实施例3
将聚乳酸纤维(PLA，Cargill Dow公司生产)纱线制备的针织物在常温浸泡在80g/L的Repellan XPF(是一种组分为全氟烷基聚丙烯酸共聚物的乳白色液体)整理液中，用NaOH和醋酸调节处理液pH＝7，二浸二轧。然后脱水，实际控制保水率为90％。脱水后织物在90℃的条件下烘干2min，并在130℃条件下焙烘5min，使织物纤维表面生成耐久拒水拒油膜。整理样品与未整理样品分别放置在自行配置的pH为3.7、7.4和12的缓冲溶液中，在37℃条件下进行水解降解处理6周，取出织物后放入干燥皿中干燥后测定强力。获得的效果是：处理后的织物顶破强度分别比未经处理的纤维材料提高20％(pH＝3.7)、26％(pH＝7.4)和170％(pH＝12)。织物纤维材料获得优良的拒水拒油效果，尤其在碱性条件下(pH＝12)处理后其强度比未经处理织物提高170％，获得优异的、尤其是碱性条件下的抗水解性能。
实施例4：
将聚乳酸纤维(PLA，Cargill Dow公司生产)常温浸泡在50g/L的RepellanXPF(是一种组分为全氟烷基聚丙烯酸共聚物的乳白色液体)整理液中，用NaOH和醋酸调节处理液pH＝6，二浸二轧。然后脱水，实际控制保水率为78％。脱水后纤维在80℃的条件下烘干2.5min，并在150℃条件下焙烘2min，使纤维表面生成耐久拒水拒油膜。整理样品与未整理样品分别放置在自行配置的pH为3.7、7.4和12的缓冲溶液中，在37℃条件下进行水解降解处理6周，取出纤维后放入干燥皿中干燥后测定强力。获得的效果是：处理后的纤维强度分别比未经处理的纤维材料提高31％(pH＝3.7)、37％(pH＝7.4)和190％(pH＝12)。纤维材料获得优良的拒水拒油效果，尤其在碱性条件下(pH＝12)处理后其强度比未经处理纤维提高190％，获得优异的、尤其是碱性条件下的抗水解性能。
实施例5：
将聚乳酸纤维(PLA，Cargill Dow公司生产)纱线制备的针织物在常温浸泡在60g/L的Repellan XPF(是一种组分为全氟烷基聚丙烯酸共聚物的乳白色液体)整理液中，用NaOH和醋酸调节处理液pH＝5，二浸二轧。然后脱水，实际控制保水率为74％。脱水后织物在90℃的条件下烘干3min，并在140℃条件下焙烘3min，使织物纤维表面生成耐久拒水拒油膜。整理样品与未整理样品分别放置在自行配置的pH为3.7、7.4和12的缓冲溶液中，在37℃条件下进行水解降解处理6周，取出织物后放入干燥皿中干燥后测定强力。获得的效果是：处理后的织物顶破强度分别比未经处理的纤维材料提高30％(pH＝3.7)、28％(pH＝7.4)和202％(pH＝12)。纤维材料获得优良的拒水拒油效果，尤其在碱性条件下(pH＝12)处理后其强度比未经处理纤维提高2202％，获得优异的、尤其是碱性条件下的抗水解性能。
实施例6：
将聚乳酸纤维(PLA，Cargill Dow公司生产)常温浸泡在80g/L的RepellanXPF(是一种组分为全氟烷基聚丙烯酸共聚物的乳白色液体)整理液中，用NaOH和醋酸调节处理液pH＝6，二浸二轧。然后脱水，实际控制保水率为83％。脱水后纤维在100℃的条件下烘干2min，并在150℃条件下焙烘2min，使纤维表面生成耐久拒水拒油膜。整理样品与未整理样品分别放置在自行配置的pH为3.7、7.4和12的缓冲溶液中，在37℃条件下进行水解降解处理6周，取出纤维后放入干燥皿中干燥后测定强力。获得的效果是：处理后的纤维强度分别比未经处理的纤维材料提高38％(pH＝3.7)、44％(pH＝7.4)和310％(pH＝12)。纤维材料获得优良的拒水拒油效果，尤其在碱性条件下(pH＝12)处理后其强度比未经处理纤维提高310％，获得优异的、尤其是碱性条件下的抗水解性能。
Claims (3)
1.一种抗水解聚乳酸纤维材料制备方法，其特征在于，该方法的工艺步骤如下：以含氟化合物为整理剂，质量浓度为40-80g/L，控制处理液pH值为5-7，将聚乳酸纤维材料放置在溶液中，在常温条件二浸二轧处理，控制轧余率为70-90％，在80-100℃烘干2-3min，然后在130-150℃培烘2-5min。由于处理纤维材料表面覆盖了一层含氟拒水拒油层。
2.根据权利要求1所述的一种抗水解聚乳酸纤维材料制备方法，其特征在于：所述的含氟化合物为氟烷基聚丙烯酸共聚物或含氟烷基共聚物。
3.根据权利要求1所述的一种抗水解聚乳酸纤维材料制备方法，其特征在于：所述的聚乳酸纤维材料为聚乳酸纤维和聚乳酸纤维织物。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20101006 |