CN102995160A - Pla和phbv共混改性聚酯长丝及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种功能性聚酯技术，具体的说，是一种聚3-羟基丁酸-3-羟基戊酸酯和聚乳酸共混改性聚酯长丝及其制备方法；本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种降解速度快，柔软度高，手感好、容易上色的PLA和PHBV共混改性聚酯长丝及其制备方法；它由PLA和PHBV两种成分组成；按质量百分比，所述的PHBV含20-50%，其余为PLA；它更能满足我们现有追求，使得消费者对布在质量满足的条件下，色彩更丰富，选择余地更大的特点。
Description
技术领域
本发明涉及功能性聚酯技术领域，具体的说，是一种聚3-羟基丁酸-3-羟基戊酸酯和聚乳酸共混改性聚酯长丝及其制备方法。
背景技术
众所周知，合成纤维在纺织纤维中所占比重较高，现已广泛应用于工农业生产、服饰、家居等领域，但由于其原料大都取自石油、煤炭等不可再生资源，且使用后难降解，易造成污染，因此，可降解、再生的"绿色环保"纤维材料成为今后合成纤维研究的方向。近年来，随着聚乳酸（即PLA）纤维聚合工艺的局部成熟，它被认为是最具发展前景的"绿色环保"纤维之一，它具有良好的生物降解性和循环再生性，同时又具有芯吸导湿性、良好的抗紫外线性和耐菌性、优良的阻燃性、出色的回弹性及悬垂性。
聚乳酸作为一种可生物降解的高分子聚合物，可广泛应用于医疗、药学、农业、包装业、服装业等领域，以替代传统材料；聚乳酸还是一种低能耗产品，比以石油产品为原料生产的聚合物低30%-50%能耗。在不可再生的石油资源枯竭期到来之前，石油及其衍生物市场价格暴涨，可再生的产品必将成为全球范围的紧俏消费品。我国聚乳酸生产原料--玉米丰富，在我国发展聚乳酸产业前景广阔。
聚乳酸作为一种新型生物工程材料，用途非常广泛，主要用于可生物降解的纤维、可生物降解的塑料和医用材料等。
聚乳酸作为可降解的纤维，可以采用多种方式进行加工，加工过程的分子定向会大大增加力学强度，如日本合成的聚乳酸纤维，具有很好的耐热性，可以和通常的聚酯纤维一样制成短丝、单丝、长丝和非织造布等多种制品，广泛 应用于服装及非服装领域，加工条件及设备与目前聚酯纤维相同。目前国外已经采用聚乳酸纤维和棉纱织成混纺纱，用于制作牙刷和毛巾等多种产品，用完后可降解，对环境没有污染，属环保型产品。聚乳酸属于脂肪族聚酯，耐碱性较弱，并具有优异的悬垂性、滑爽性和光泽度等特点，制成的服装外形挺括，穿着舒服。另外，该纤维在食品工业、包装、农林业、医药和卫生等领域具有广阔的应用前景。
随着环境问题越来越多地被社会关注，人们正在努力开发不污染环境的可降解生物材料来代替原本大量使用的石油基传统塑料。在众多的可降解聚合物中，聚乳酸已成为21世纪最具发展前景的绿色环保材料。
世界聚乳酸主要生产国家有美国、日本、德国等国家，日本的生产企业主要有三井化学、日本岛津、大日本油墨、东纺合纤、东丽公司、可乐丽公司、尤尼奇卡公司；美国生产企业有Nutral Work、Cargi llDow公司、Chronopol公司；德国生产企业主要有Ems Inventa-Fi scher公司等。
但是该聚乳酸纤维降解速度慢，并且该纤维手感差，柔软度低，从而降低了它的使用范围，产品档次不高，提高它的柔软度，加快降解速度可以进步扩大它的使用范围，同时可以作为高档面料使用。
聚3-羟基丁酸-3-羟基戊酸酯简称PHBV，它也与普通的合成高分子不同，它不以石油，天然气为原料，而是以各种有机物、淀粉糖、食品工厂的工业废物废弃水果等材料作为微生物合成PHBV的原料，它能快速和有效地生物降解，成为一种全生物基和生物可解降材料，但是它尽管具有合成过程环保、良好的力学性能等，但是它也具有成本较高、脆性大、结晶速度慢、加工窗口窄等缺点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种降解速度快，柔软度高，手感好、容易上色的PLA和PHBV共混改性聚酯长丝及其制备方法。
一种PLA和PHBV共混改性聚酯长丝，它由PLA和PHBV两种成分组成； 按质量百分比，所述的PHBV含20-50%，其余为PLA。
根据以上所述的PHBV它的质量百分比优选为30～40%；所述的PHBV的质量百分比最优选为35%。
PLA和PHBV共混改性聚酯长丝以及制备方法的方案是这样设计的，将原料进行干燥，再进行螺杆挤出以及熔体过滤，再进行熔融纺丝，然后冷却成型，再进行上油以及卷绕和牵伸，得到改性聚酯长丝。
所述的干燥时，干燥温度为60～80℃，干燥时间为7～9/h；所述的纺丝工艺中，其纺丝速度为1000～3000/m/min；所述的冷却成型时所述的冷却采用侧吹风冷却方式，风速为0.5～0.7m/s,温度为18～26℃；所述的牵伸时，其牵伸速度为500～900m/min，牵伸倍数为1.5～3；所述的熔融纺丝180-215度范围内熔融加工。
PLA纤维具有手感差、柔软度不好，而PHBV也与普通的合成高分子不同，它不以石油，天然气为原料，而是以各种有机物、淀粉糖、食品工厂的工业废物废弃水果等材料作为微生物合成PHBV的原料。PHBV可通过各种植物的残骸经发酵、分离制备，不需要复杂的聚合工艺设备。而PHBV具有较好的塑性，用PHBV和PLA共混，得到的聚酯长丝比单一的PLA纤维具有以下特点：对降解性能进行了测试，45天生物分解率为51%，86天生物分解率为66.9%，同时断裂伸长率在9-15之间，断裂强度在1.5-2.5之间，沸水收缩率接近7%，吸水率为900%，它更能满足我们现有追求，使得消费者对布在质量满足的条件下，色彩更丰富，选择余地更大的特点。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1：
一种聚羟基丁酸戊酸共聚酯和聚乳酸共混改性聚酯长丝，其原料质量百分比为：
PHBV 20%
PLA切片 80%
一种聚羟基丁酸戊酸共聚酯和聚乳酸共混改性聚酯长丝的制备方法，将原料进行干燥，再进行螺杆挤出以及熔体过滤，再进行熔融纺丝，然后冷却成型，再进行上油以及卷绕和牵伸，得到聚羟基丁酸戊酸共聚酯和聚乳酸共混改性聚酯长丝；
所述的干燥工艺为：干燥温度为60～80℃，干燥时间为7～9/h；
所述的纺丝工艺中，其纺丝速度为1000～3000/m/min；
所述的冷却工艺中，采用侧吹风冷却方式，风速为0.5～0.7m/s,温度为18～26℃；
所述的牵伸工艺中，其牵伸速度为500～900m/min，牵伸倍数为1.5。
PLA和PHBV共混改性纤维长丝断裂强度：2.7CN/dtex，伸长率：25%
实施例2
一种聚羟基丁酸戊酸共聚酯和聚乳酸共混改性聚酯长丝，其原料质量百分比为：
PHBV 25%
PLA切片 75%
一种聚羟基丁酸戊酸共聚酯和聚乳酸共混改性聚酯长丝的制备方法，将原料进行干燥，再进行螺杆挤出以及熔体过滤，再进行熔融纺丝，然后冷却成型，再进行上油以及卷绕和牵伸，得到聚羟基丁酸戊酸共聚酯和聚乳酸共混改性聚酯长丝；
所述的干燥工艺为：干燥温度为60～80℃，干燥时间为7～9/h；
所述的纺丝工艺中，其纺丝速度为1000～3000/m/min；
所述的冷却工艺中，采用侧吹风冷却方式，风速为0.5～0.7m/s,温度为18～ 26℃；
所述的牵伸工艺中，其牵伸速度为500～900m/min，牵伸倍数为1.5。PLA和PHBV共混改性纤维长丝断裂强度：2.62CN/dtex，伸长率：24.5%
实施例3
一种聚羟基丁酸戊酸共聚酯和聚乳酸共混改性聚酯长丝，其原料质量百分比为：PHBV为30%，PLA切片为70%，它的制备方法，将原料进行干燥，再进行螺杆挤出以及熔体过滤，再进行熔融纺丝，然后冷却成型，再进行上油以及卷绕和牵伸，得到聚羟基丁酸戊酸共聚酯和聚乳酸共混改性聚酯长丝；
所述的干燥工艺为：干燥温度为60～80℃，干燥时间为7～9/h；
所述的纺丝工艺中，其纺丝速度为1000～3000/m/min；
所述的冷却工艺中，采用侧吹风冷却方式，风速为0.5～0.7m/s,温度为18～26℃；
所述的牵伸工艺中，其牵伸速度为500～900m/min，牵伸倍数为2。
一种聚羟基丁酸戊酸共聚酯和聚乳酸共混改性聚酯长丝，其原料质量百分比为：
PHBV 35%
PLA切片 65%
一种聚羟基丁酸戊酸共聚酯和聚乳酸共混改性聚酯长丝的制备方法，将原料进行干燥，再进行螺杆挤出以及熔体过滤，再进行熔融纺丝，然后冷却成型，再进行上油以及卷绕和牵伸，得到聚羟基丁酸戊酸共聚酯和聚乳酸共混改性聚酯长丝；所述的干燥工艺为：干燥温度为60～80℃，干燥时间为7～9/h；
所述的纺丝工艺中，其纺丝速度为1000～3000/m/min；
所述的冷却工艺中，采用侧吹风冷却方式，风速为0.5～0.7m/s,温度为18～26℃；
所述的牵伸工艺中，其牵伸速度为500～900m/min，牵伸倍数为2。
PLA和PHBV共混改性纤维长丝断裂强度：2.50CN/dtex，伸长率：25.6%
实施例4
一种PHBV和PLA共混改性聚酯长丝，其原料质量百分比为：PHBV为40%，而PLA切片为60%，先将原料进行干燥，再进行螺杆挤出以及熔体过滤，再进行熔融纺丝，然后冷却成型，再进行上油以及卷绕和牵伸，得到聚羟基丁酸戊酸共聚酯和聚乳酸共混改性聚酯长丝；
所述的干燥工艺为：干燥温度为60～80℃，干燥时间为7～9/h；
所述的纺丝工艺中，其纺丝速度为1000～3000/m/min；
所述的冷却工艺中，采用侧吹风冷却方式，风速为0.5～0.7m/s,温度为18～26℃；
所述的牵伸工艺中，其牵伸速度为500～900m/min，牵伸倍数为2.5。
PLA和PHBV共混改性纤维长丝断裂强度：2.38CN/dtex，伸长率：24.5%。
实施例5
一种聚羟基丁酸戊酸共聚酯和聚乳酸共混改性聚酯长丝，其原料质量百分比为：HBV为45%，而PLA切片为55%，它的制备方法，将原料进行干燥，再进行螺杆挤出以及熔体过滤，再进行熔融纺丝，然后冷却成型，再进行上油以及卷绕和牵伸，得到聚羟基丁酸戊酸共聚酯和聚乳酸共混改性聚酯长丝；
所述的干燥工艺为：干燥温度为60～80℃，干燥时间为7～9/h；
所述的纺丝工艺中，其纺丝速度为1000～3000/m/min；
所述的冷却工艺中，采用侧吹风冷却方式，风速为0.5～0.7m/s,温度为18～26℃；
所述的牵伸工艺中，其牵伸速度为500～900m/min，牵伸倍数为3。
PLA和PHBV共混改性纤维长丝断裂强度：2.25CN/dtex，伸长率：23.5%
实施例6
一种聚羟基丁酸戊酸共聚酯和聚乳酸共混改性聚酯长丝，其原料质量百分比为：PHBV为50%，而PLA切片为50%，它的制备方法，将原料进行干燥，再进行螺杆挤出以及熔体过滤，再进行熔融纺丝，然后冷却成型，再进行上油以及卷绕和牵伸，得到聚羟基丁酸戊酸共聚酯和聚乳酸共混改性聚酯长丝；所述的干燥工艺为：干燥温度为60～80℃，干燥时间为7～9/h；
所述的纺丝工艺中，其纺丝速度为1000～3000/m/min；
所述的冷却工艺中，采用侧吹风冷却方式，风速为0.5～0.7m/s,温度为18～26℃；
所述的牵伸工艺中，其牵伸速度为500～900m/min，牵伸倍数为3。
PLA和PHBV共混改性纤维长丝断裂强度：2.25CN/dtex，伸长率：24.8%
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种PLA和PHBV共混改性聚酯长丝，其特征在于：它由PLA和PHBV两种成分组成；按质量百分比，所述的PHBV含20-50%，其余为PLA。
2.根据权利要求1所述的一种PLA和PHBV共混改性聚酯长丝，其特征在于：所述的PHBV它的质量百分比为30～40%。
3.根据权利要求1或2所述的一种PLA和PHBV共混改性聚酯长丝，其特征在于：所述的PHBV它的质量百分比为35%。
4.一种PLA和PHBV共混改性聚酯长丝及其制备方法，其特征在于：将原料进行干燥，再进行螺杆挤出以及熔体过滤，再进行熔融纺丝，然后冷却成型，再进行上油以及卷绕和牵伸，得到改性聚酯长丝；所述的干燥时，干燥温度为60～80℃，干燥时间为7～9/h；所述的纺丝工艺中，其纺丝速度为1000～3000/m/min；所述的冷却成型时所述的冷却采用侧吹风冷却方式，风速为0.5～0.7m/s,温度为18～26℃；所述的牵伸时，其牵伸速度为500～900m/min，牵伸倍数为1.5～3；所述的熔融纺丝180-215度范围内熔融加工。
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