CN103069058A

CN103069058A - 改性的聚乳酸纤维

Info

Publication number: CN103069058A
Application number: CN2011800391993A
Authority: CN
Inventors: V·A·托波尔卡雷夫; R·J·麦克尼尼; T·伊比; T·J·拉克
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 2010-08-13
Filing date: 2011-07-06
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2031-07-06
Also published as: AU2011288212B2; US10718069B2; US8936740B2; KR20130097154A; BR112013003313A2; EP2603624A2; MX362841B; WO2012020335A3; AU2011288212A1; US20120040582A1; EP2603624B1; KR101810274B1; WO2012020335A2; MX2013001758A; CN103069058B; RU2013109176A; EP2603624A4; US20150044929A1; BR112013003313B1

Abstract

本发明提供了一种形成生物可降解纤维的方法。所述方法包括将聚乳酸与聚环氧化物改性剂共混以形成热塑性组合物，将所述热塑性组合物通过口模挤出，并且然后将经挤出的组合物通过口模以形成纤维。不希望受理论的束缚，据信，聚环氧化物改性剂与聚乳酸反应并且导致其聚合物骨架的支化，从而在不显著降低玻璃化转变温度的情况下改进了其纺纤过程中的熔体强度和稳定性。反应诱发的支化还可以提高分子量，这在受到拉伸力的作用时可以导致改进的纤维延展性和更好消散能量的能力。为了使过早的反应最小化，首先在相对低的温度下将聚乳酸和聚环氧化物改性剂共混在一起。然而，在共混过程中可以使用相对高的剪切速率以引起聚乳酸骨架的链断开，从而使得更多的羟基和/或羧基基团可用于随后的与聚环氧化物改性剂的反应。一旦共混，就可以选择在挤出共混的组合物的过程中使用的温度以既将组合物熔融又诱发聚环氧化物改性剂与聚乳酸的羟基和/或羧基基团的反应。通过对该方法的选择性控制，本发明人已经发现得到的纤维在熔纺过程中以及熔纺之后都可以显示出良好的机械性能。

Description

改性的聚乳酸纤维

发明背景

为了由生物可降解的聚合物形成无纺纤网，已进行了各种尝试。尽管由生物可降解的聚合物制备的纤维是已知的，但是它们的使用已经遇到了问题。例如，聚乳酸（“PLA”）是用于形成无纺纤网最常见的生物可降解且可持续的（可再生的）聚合物之一。不幸的是，PLA无纺纤网通常由于聚乳酸的高的玻璃化转变温度和慢的结晶速率而具有低的粘合柔韧性（bondflexibility）和高的粗糙度。而相反地，热粘合的PLA无纺纤网通常显示低的伸长率，该伸长率在某些应用（例如，吸收性制品）中是不可接受的。同样地，尽管聚乳酸可承受高的拉伸比，但是其需要高水平的拉伸能量以实现克服热收缩所需的结晶。为了应对这些困难，已经使用了增塑剂以试图降低玻璃化转变温度和改进粘合性以及柔软度。一种普通的增塑剂为聚乙二醇。不幸地是，聚乙二醇在老化过程中特别是在高湿度和高温度的环境中倾向于与聚乳酸发生相分离，这使得得到的纤维的机械性能随时间恶化。加入增塑剂还造成了其它问题，如熔融纺丝的降解以及熔体强度和拉伸性能的降低。

因此，当前对显示出良好伸长性能且仍保持强硬的聚乳酸纤维存在需求。

发明概述

根据本发明的一个实施方案，公开了形成聚乳酸纤维的方法。所述方法包括：将聚乳酸与聚环氧化物改性剂熔融共混以形成热塑性组合物，其中所述熔融共混在所述聚乳酸的熔点以上且大约230℃以下的温度下进行。所述聚环氧化物改性剂的数均分子量为大约7,500至大约250,000克每摩尔，其中基于所述聚乳酸的重量计，所述聚环氧化物改性剂的量为大约0.01重量%至大约10重量%。然后，将所述热塑性组合物在大约230℃以上的温度下挤出以促进所述聚环氧化物改性剂与所述聚乳酸的反应。将经反应的组合物通过口模以形成纤维。

根据本发明的另一个实施方案，公开的聚乳酸纤维具有大约5至大约25微米的平均直径。所述纤维包含通过将聚乳酸与聚环氧化物改性剂反应而形成的热塑性组合物，其中所述聚环氧化物改性剂包括含有环氧改性的（甲基）丙烯酸单体组分和烯烃单体组分的共聚物。所述纤维具有大约55℃至大约65℃的玻璃化转变温度，并且显示出大约50%或更大的峰值伸长率以及大约0.75至大约6克-力每但尼尔的韧度。

下面将对本发明的其它特征和方面进行更详细的描述。

附图的简要说明

在说明书的剩余部分中，参照附图，更具体地阐述对本领域普通技术人员而言的本发明的充分和可实施的公开内容，包括其最佳实施方式，其中：

图1为可以用于本发明的一个实施方案中以形成纤维的过程的示意图；

图2为实施例4的聚合物共混物的TEM图像（60kV，10,000X），其中所述聚合物共混物含有90重量%的PLA6201D

和10重量%的乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物；

图3为实施例49的聚合物共混物的TEM图像（80kV，10,000X），所述聚合物共混物含有98.23重量%的PLA6201D2.52重量%的PP3155（Exxonmobil）、和0.75重量%的AX8900（Arkema）；

图4为实施例50的聚合物共混物的TEM图像（80kV，10,000X），所述聚合物共混物含有89.5重量%的PLA6201D10重量%的PP3155（Exxonmobil）、和0.5重量%的CESA^TM Extend8478（ClariantCorporation）；和

图5为实施例51的聚合物共混物的TEM图像（60kV，10,000X），所述聚合物共混物含有98.5重量%的PLA6201D

和1.5重量%的

AX8900（Arkema）。

在本说明书和附图中重复使用的附图标记用于代表本发明的相同或相似的特征或元件。

代表性实施方案的详述

现在将对本发明的各个实施方案进行详细说明，以下描述本发明的一个或多个实施例。提供每个实施例都是用于解释本发明，而不是限制本发明。实际上，对于本领域技术人员而言将显而易见的是，在不偏离本发明的范围或精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和变化。例如，作为一个实施方案的一部分阐明或描述的特征，可以应用于另一个实施方案，从而得到又一个实施方案。因此，本发明意在覆盖这些属于所附的权利要求及其等同方式范围内的修改和变化。

定义

如本文所使用的，术语“生物可降解”或“生物可降解聚合物”通常是指由天然存在的微生物例如细菌、真菌和藻类，环境热，湿度或者其它环境因素来作用而降解的材料。可以采用ASTM Test Method5338.92来测定材料的生物可降解能力。

如本文所使用的，术语“纤维”是指通过将聚合物穿过成型孔（如，口模）而形成的伸长的压出物。除非另外说明，术语“纤维”包括具有一定长度的非连续纤维和基本连续的丝。基本连续的丝例如，可以具有远大于其直径的长度，如长度与直径之比（“纵横比”）大于约15,000比1，并且在一些情况下，大于约50,000比1。

如本文所使用的，术语“单组分”是指由一种聚合物形成的纤维。当然，这并不排除为了颜色、防静电性、润滑性、亲水性、拒液性等而加入了添加剂的纤维。

如本文所使用的，术语“多组分”是指由至少两种从分离型挤出机中挤出的聚合物形成的纤维（如双组分纤维）。所述聚合物被布置在纤维横截面上基本上恒定定位的不同区域中。所述组分可以以任何希望的构型来布置，如皮芯型、并列型、橘瓣型（segmented pie）、海中岛型等等。形成多组分纤维的不同方法在Taniguchi等人的第4,789,592号美国专利、Strack 等人的第5,336,552号美国专利、Kaneko等人的第5,108,820号美国专利、Kruege等人的第4,795,668号美国专利、Pike等人的第5,382,400号美国专利、Strack等人的第5,336,552号美国专利、Marmon等人的第6,200,669号美国专利中有描述，在此将其全部内容出于所有目的引入本文作为参考。具有各种不规则形状的多组分纤维也可以诸如以下美国专利所描述的来形成：Hogle等人的第5,277,976号美国专利、Hills的第5,162,074号美国专利、Hills的第5,466,410号美国专利、Largman等人的第5,069,970号美国专利、和Largman等人的第5,057,368号美国专利，在此将其全部内容出于所有目的引入本文作为参考。

如本文所使用的，术语“无纺纤网”是指具有单纤维结构的纤网，所述单纤维是无规则地而不像编织织物那样以可确认的方式插入中间。无纺纤网包括，例如熔喷纤网、纺粘纤网、梳理纤网、湿法纤网、气流纤网、共成形纤网、水刺缠绕纤网等。无纺纤网的基重通常可以变化，但一般为约5克每平方米（“gsm”）至200gsm，在一些实施方案中，为约10gsm至约150gsm，并且在一些实施方案中，为约15gsm至约100gsm。

如本文所使用的，术语“熔喷”纤网或层通常是指通过以下方法形成的无纺纤网：将熔融的热塑性材料挤压穿过多个精细的、通常为环形的口模毛细管成为熔融纤维，进入会聚的高速气（例如，空气）流中，所述会聚的高速气流会使熔融的热塑性材料的纤维变细以减小它们的直径，可减小到微纤维直径；随后，熔喷纤维由高速气流携带并且沉积在收集表面上，以形成随机分散的熔喷纤维纤网。这样的方法在例如Butin等人的第3,849,241号美国专利、Meitner等人的第4,307,143号美国专利和Wisneski 等人的第4,707,398号美国专利中公开，在此将其全部内容出于所有目的引入本文作为参考。熔喷纤维可以是基本连续或非连续的，并且当沉积到收集面上时通常是粘的。

如本文所使用的，术语“纺粘”纤网或层通常是指含有小直径、基本连续的丝的无纺纤网。所述丝通过将熔融的热塑性材料从多个精细的、通常为环形的喷丝头毛细管中挤出，然后将挤出丝的直径通过例如离析拉伸（eductive drawing）和/或其它熟知的纺粘机理迅速减小而形成。粘纺纤网的生产例如在Appel等人的第4,340,563号美国专利、Dorschner等人的第3,692,618号美国专利、Matsuki等人的第3,802,817号美国专利、Kinney的第3,338,992号和第3,341,394号美国专利、Hartman的第3,502,763号美国专利、Levy的第3,502,538号美国专利、Dobo等人的第3,542,615号美国专利以及Pike等人的第5,382,400号美国专利中有描述和说明，在此将其全部内容出于所有目的引入本文作为参考。当沉积到收集表面上时，纺粘丝通常不是粘的。有时纺粘丝的直径可以小于大约40微米，并且通常为大约5至大约20微米。

测试方法

熔体流动速率：

熔体流动速率（“MFR”）为通常在190℃或230℃下、在10分钟内给予2160克的负载时，挤压穿过挤出流变仪孔（0.0825-英寸直径）的聚合物的重量（以克计）。除非另外说明，熔体流动速率是根据ASTM测试方法D1239，利用Tinius Olsen挤出塑性计测定的。

热性能：

使用差示扫描量热法（DSC）来确定熔融温度和玻璃化转变温度。差示扫描量热仪为DSC Q100差示扫描量热仪，其配备有液氮冷却配件和具有UNIVERSAL ANALYSIS2000（4.6.6版）分析软件程序，二者均可购自位于New Castle,Delaware的T.A.Instruments Inc.。为了避免直接处置样品，使用镊子或其它工具。将样品放置于铝盘中，并在分析天平上称至0.01毫克的精确度。将盖子盖在盘上的材料样品上。通常，树脂颗粒直接放置于称重盘上，并且将纤维切割以适应放置于称重盘上并由盖覆盖。

如差示扫描量热仪的操作手册中所描述的，利用铟金属标准来校准差示扫描量热仪并且进行基线矫正。将材料样品放置在差示扫描量热计的测试室中用于测试，并且使用空盘作为参比物。所有测试在每分钟向测试室灌注55立方厘米的氮气（工业级）下进行。对于树脂颗粒样品而言，加热和冷却程序为2-循环测试，该测试以将室平衡至-30℃开始，随后在第一加热周期中以每分钟10℃的加热速率加热到200℃的温度，随后将样品在200℃下平衡3分钟，随后在第一冷却周期中以每分钟10℃的冷却速率冷却到-30℃的温度，随后将样品在-30℃下平衡3分钟，并随后在第二加热周期中以每分钟10℃的加热速率加热到200℃的温度。对于纤维样品而言，加热和冷却程序为1-循环测试，该试验以将室平衡至-25℃开始，随后在加热周期中以每分钟10℃的加热速率加热至200℃的温度，随后将样品在200℃下平衡3分钟，随后在冷却周期中以每分钟10℃的冷却速率冷却至-30℃的温度。所有测试在每分钟向测试室灌注55立方厘米的氮气（工业级）下进行。

然后利用UNIVERSAL ANALYSIS2000分析软件程序来评价结果，该软件程序识别并量化拐点（inflection）的玻璃化转变温度（T_g）、吸热峰和放热峰，以及DSC图的峰下面积。玻璃化转变温度被确认为图线上斜率发生明显变化的区域，而使用自动拐点计算来确定熔融温度。

拉伸性能：

将单个的纤维样本缩短（例如，使用剪刀剪）到长度为38毫米，并分开放置在黑色的丝绒布上。以这种方式收集10-15个纤维样本。然后，以基本上直的方式将纤维样本固定在矩形纸框上，所述矩形纸框外部尺寸为51毫米×51毫米，内部尺寸为25毫米×25毫米。通过使用胶带将纤维末端仔细地固定到框边上来将各个纤维样本的末端有效地结合到框上。然后使用常规的实验室显微镜（已经适当地校准并设置为40×放大倍率）来测量各个纤维样本的外部、相对较短的交叉纤维尺寸。所述交叉纤维尺寸被记录为单个纤维样本的直径。框有助于将试样纤维样本的末端以避免对纤维样本的过度损坏的方式固定在恒定伸长率的拉伸测试机的上夹具和下夹具中。

使用恒定伸长率的拉伸测试机和合适的负载元件来进行测试。选择负载元件（例如，10N）使得测试值落入满负载规格的10-90%之内。所述拉伸测试机（即，MTS SYNERGY200）和负载元件获得自MTS SystemsCorporation of Eden Prairie,Michigan。然后，将框组件中的纤维样本固定在拉伸测试机夹具之间，使得纤维的末端可以有效地被拉伸测试机的夹具夹住。然后，将平行于纤维长度延伸的纸框的边切掉或分开以使得拉伸测试机仅将测试力施加于纤维。然后，以每分钟12英寸的牵拉速度和夹具速度对纤维进行牵拉测试。使用购自MTS Corporation的TESTWORKS 4软件程序来分析得到的数据，所述程序具有以下测试设定：

韧度值以每但尼尔克力的单位来表示。也测量了峰值伸长率（断裂时的%应变）。

水分含量

大体上根据ASTM D7191-05（将其全部内容出于所有目的引入本文作为参考），可以利用Arizona Instruments Computrac Vapor Pro水分分析仪（Model No.3100）来测定水分含量。测试温度（§X2.1.2）可以为130℃，样品尺寸（§X2.1.1）可以为2至4克，而小瓶清洗时间（§X2.1.4）可以为30秒。此外，最终的标准（§X2.1.3）可以以“预计”模式来限定，意思是当设计的程序标准被满足时（经数学计算出最终的水分含量），测试结束。

详述

一般来讲，本发明涉及形成聚乳酸纤维的方法，所述方法包括将聚乳酸与聚环氧化物改性剂共混以形成热塑性组合物，将热塑性组合物通过口模挤出并且然后将经挤出的组合物穿过口模以形成纤维。意在不受到理论的束缚，据信，聚环氧化物改性剂与聚乳酸反应并且导致其聚合物骨架的支化，从而在不显著降低玻璃化转变温度的情况下改进了其纺纤过程中的熔体强度和稳定性。反应诱发的支化还可以提高分子量，这在受到拉伸力的作用时可以导致改进的纤维延展性和更好消散能量的能力。为了使过早的反应最小化，首先在相对低的温度下将聚乳酸和聚环氧化物改性剂共混在一起。然而，在共混过程中可以使用相对高的剪切速率以引起聚乳酸骨架的链断开，从而使得更多的羟基和/或羧基基团可用于随后的与聚环氧化物改性剂的反应。一旦共混，就可以选择在挤出共混的组合物的过程中使用的温度以既将组合物熔融又引发聚环氧化物改性剂与聚乳酸的羟基和/或羧基基团的反应。通过对该方法的选择性控制，本发明人已经发现得到的纤维在熔纺过程中以及熔纺之后都可以显示出良好的机械性能。

现在将对本发明的各个实施方案进行更详细地描述。

I热塑性组合物

A.聚乳酸

聚乳酸通常可以由乳酸的任何异构体的单体单元生成，如左旋乳酸（“L-乳酸”）、右旋乳酸（“D-乳酸”）、内消旋乳酸、或其混合物。单体单元还可以由乳酸的任何异构体（包括，L-丙交酯、D-丙交酯、内消旋丙交酯或其混合物）的酸酐形成。还可以使用这样的乳酸和/或丙交酯的环状二聚体。可以使用任何已知的聚合方法（如缩聚或开环聚合）使乳酸聚合。还可以使用少量的增链剂（如二异氰酸酯化合物、环氧化合物或酸酐）。所述聚乳酸可以为均聚物或者共聚物，如含有由L-乳酸生成的单体单元和由D-乳酸生成的单体单元的均聚物或者共聚物。尽管不作要求，由L-乳酸生成的单体单元和D-乳酸生成的单体单元之一的含量优选为约85摩尔%或更高，在一些实施方案中，为约90摩尔%或更高，并且在一些实施方案中，为约95摩尔%或更高。可以将多种聚乳酸以任意百分比共混，各聚乳酸中由L-乳酸生成的单体单元与由D-乳酸生成的单体单元的比例不同。当然，聚乳酸还可以与其它种类的聚合物（如聚烯烃、聚酯等）共混以提供多种不同的益处，如加工性、纤维成形等。

在一个特定的实施方案中，聚乳酸具有以下的通式结构：

可用于本发明的合适的聚乳酸聚合物的一个具体实例可以BIOMER^TM L9000名称商购自Biomer,Inc.of Krailling,Germany。其它合适的聚乳酸聚合物可商购自Natureworks LLC of Minnetonka,Minnesota

或Mitsui Chemical(LACEA^TM)。还有其它合适的聚乳酸可如第4,797,468号、第5,470,944号、第5,770,682号、第5,821,327号、第5,880,254号和第6,326,458号美国专利中所描述的，在此将其全部内容出于所有目的引入本文作为参考。

所述聚乳酸的熔点通常为约140℃至约260℃，在一些实施方案中为约150℃至约250℃，并且在一些实施方案中，为约160℃到约220℃。这样的聚乳酸由于其可以快速生物降解而有用。所述聚乳酸的玻璃化转变温度（“T_g”）可能相对高，如约40℃至约80℃，在一些实施方案中为约50℃到约80℃，并且在一些实施方案中，为约55℃至约65℃。如以上更详细讨论的，熔融温度和玻璃化转变温度均可以利用差示扫描量热仪（“DSC”）根据ASTM D-3147来测定。

所述聚乳酸的数均分子量（“M_n”）通常为每摩尔约40,000克至约160,000克，在一些实施方案中，为每摩尔约50,000至约140,000克，并且在一些实施方案中，为每摩尔约80,000至约120,000克。类似地，该聚合物的重均分子量（“M_w”）通常也为每摩尔约80,000至约200,000克，在一些实施方案中，为每摩尔约100,000至约180,000克，并且在一些实施方案中，为每摩尔约110,000至约160,000克。重均分子量与数均分子量之比（“M_w/M_n”），即“多分散指数”也相对低。例如，所述多分散指数通常为约1.0至约3.0，在一些实施方案中，为约1.1至约2.0，并且在一些实施方案中，为约1.2至约1.8。重均分子量和数均分子量可以通过本领域技术人员熟知的方法来测定。

在190℃的温度下和1000秒^-1的剪切速率下测定时，所述聚乳酸的表观粘度还可以为约50至约600帕斯卡秒（Pa·s），在一些实施方案中，为约100至约500Pa·s，并且在一些实施方案中，为约200至约400Pa·s。在负载为2160克和190℃的温度下测定时，所述聚乳酸的熔体流动速率（基于干重）也可以为约0.1至约40克每10分钟，在一些实施方案中，为约0.5至约20克每10分钟，并且在一些实施方案中，为约5至约15克每10分钟。

B.聚环氧化物改性剂

聚环氧化物改性剂为每个分子平均含有至少两个环氧乙烷环的聚合物。意在不受到理论的束缚，据信，聚环氧化物分子可以在某些条件下引起聚乳酸的链增长，从而在不显著地降低玻璃化转变温度的情况下改进其熔体强度。链增长可以通过各种不同的反应路径来进行。例如，改性剂可以使得通过聚乳酸的羧基端基团（酯化）或通过羟基基团（醚化）的亲核性开环反应成为可能。噁唑啉副反应同样可以发生以形成酯酰胺部分。通过这样的反应，可以提高聚乳酸的分子量以抵抗在熔融加工过程中通常观察到的降解。尽管希望引起如上所述的与聚乳酸的反应，但是本发明人已经发现过度的反应可能导致聚乳酸骨架之间的交联。如果允许这样的交联进展到显著的程度，那么得到的聚合物共混物会变脆且难以拉伸成具有希望的强度和伸长特性的纤维。在这方面，本发明人已经发现具有相对低的环氧官能度的聚环氧化物改性剂是特别有效的，所述相对低的环氧官能度可以通过“环氧当量”来量化。环氧当量反映了含有一分子环氧基团的树脂的量，并且可以通过改性剂的数均分子量除以分子中的环氧基团的数量来计算。本发明的聚环氧化物改性剂的数均分子量通常为大约7,500至大约250,000克每摩尔，在一些实施方案中为大约15,000至大约150,000克每摩尔，并且在一些实施方案中为大约20,000至大约100,000克每摩尔，并且多分散指数通常为大约2.5至7。聚环氧化物改性剂可以含有小于50个环氧基团，在一些实施方案中为5至45个，并且在一些实施方案中为15至40个。换句话说，环氧当量可以为小于15,000克每摩尔，并且在一些实施方案中为大约200至大约10,000克每摩尔，并且在一些实施方案中为大约500至大约7,000克每摩尔。

聚环氧化物可以是线性的或者支化的含有末端环氧基团、骨架环氧乙烷单元、和/或悬垂的环氧基团的均聚物或共聚物（例如，无规、接枝、嵌段等）。使用的形成这样的聚环氧化物的单体可以是变化的。在一个特定的实施方案中，例如，聚环氧化物改性剂含有至少一个环氧官能的（甲基）丙烯酸单体组分。如本文所使用的，术语“（甲基）丙烯酸”包括丙烯酸单体和甲基丙烯酸单体，以及它们的盐或酯，例如丙烯酸酯单体以及甲基丙烯酸酯单体。例如，合适的环氧官能的（甲基）丙烯酸单体可以包括但不限于，含有1,2-环氧基团的那些，例如丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯。其它合适的环氧官能的单体包括烯丙基缩水甘油醚、乙基丙烯酸缩水甘油酯和衣康酸缩水甘油酯（glycidyl itoconate）。

聚环氧化物通常具有相对高的分子量，如上所述，使得它不仅可以导致聚乳酸的链增长，并且还有助于实现希望的共混物的形态，如以下将更详细描述的。因此，得到的聚合物的熔体流动速率通常为大约10至大约200克每10分钟，在一些实施方案中为大约40至大约150克每10分钟，并且在一些实施方案中为大约60至大约120克每10分钟，这些是在2160克负载下并在190℃的温度下测定的。

如果希望的话，还可以在聚环氧化物中使用额外的单体以有助于实现希望的分子量。这样的单体可以变化并且包括，例如酯单体、（甲基）丙烯酸单体、烯烃单体、酰胺单体等。在一个特定的实施方案中，例如，聚环氧化物改性剂包括至少一种线性或支链的α-烯烃单体，例如具有2至20个碳原子并且优选为2至8个碳原子的那些。具体的实例包括乙烯、丙烯、1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、3,3-二甲基-1-丁烯、1-戊烯、具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-戊烯、具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-己烯、具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-庚烯、具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-辛烯、具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-壬烯、乙基、甲基或二甲基取代的1-癸烯、1-十二烯和苯乙烯。特别希望的α-烯烃共聚单体为乙烯和丙烯。

另一种合适的单体可以包括非环氧官能的（甲基）丙烯酸单体。这样的（甲基）丙烯酸单体的实例可以包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸-2-乙基丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸正癸酯、丙烯酸甲基环己酯、丙烯酸环戊酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸异戊酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基丁酯、甲基丙烯酸甲基环己酯、甲基丙烯酸肉桂酯（cinnamyl methacrylate）、甲基丙烯酸巴豆酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环戊酯、甲基丙烯酸-2-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯等，以及它们的组合。

在本发明一个特别希望的实施方案中，聚环氧化物改性剂是由环氧官能的（甲基）丙烯酸单体组分、α-烯烃单体组分和非环氧官能的（甲基）丙烯酸单体组分形成的三元聚合物。例如，环氧化物改性剂可以为乙烯-甲基丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物，其具有以下结构：

其中，x、y和z为1或更大。

可以利用各种已知的技术来使环氧官能的单体形成聚合物。例如，含有极性官能团的单体可以被接枝在聚合物骨架上以形成接枝共聚物。这样的接枝技术为本领域所熟知并在例如第5,179,164号美国专利中被描述，将其全部内容出于所有目的引入本文作为参考。在其它实施方案中，含有环氧官能团的单体可以利用已知的自由基聚合技术例如高压反应、Ziegler-Natta催化剂反应体系、单位点催化剂（例如，金属茂）反应体系等来与单体共聚以形成嵌段或无规共聚物。

可以选择单体组分的相对比例来实现环氧反应性与熔体流动速率之间的平衡。更具体地，高的环氧单体含量可以导致与聚乳酸良好的反应性，但过高的含量可能将熔体流动速率降低至聚环氧化物改性剂不利地影响聚合物共混物的熔体强度的程度。于是，在大多数实施方案中，环氧官能的（甲基）丙烯酸单体占共聚物的大约1重量%至大约25重量%，在一些实施方案中为大约2重量%至大约20重量%，并且在一些实施方案中为大约4重量%至大约15重量%。同样地，α-烯烃单体可以占共聚物的大约55重量%至大约95重量%，在一些实施方案中为大约60重量%至大约90重量%，并且在一些实施方案中为大约65重量%至大约85重量%。当被使用时，其它的单体组分（例如，非环氧官能的（甲基）丙烯酸单体）可以占共聚物的大约5重量%至大约35重量%，在一些实施方案中为大约8重量%至大约30重量%，并且在一些实施方案中为大约10重量%至大约25重量%。可以用于本发明的合适的环氧化物改性剂的一个具体的实例为购自Arkema的名为

AX8950的商品。

AX8950的熔体流动速率为70至100g/10min，并且甲基丙烯酸缩水甘油酯单体的含量为7重量%至11重量%，甲基丙烯酸单体的含量为13重量%至17重量%，并且乙烯单体的含量为72重量%至80重量%。

除了控制用于形成聚环氧化物改性剂的单体的种类和相对含量之外，还可以控制总的重量百分数以实现希望的益处。例如，如果改性水平过低，那么就不能实现希望的熔体强度和机械性能的提高。然而，本发明人也已发现，如果改性水平过高，那么纤维拉伸就会因强的分子相互作用（例如，交联）以及由环氧官能基团形成的物理网络而受到限制。因此，聚环氧化物改性剂通常以基于组合物中使用的聚乳酸重量计大约0.01重量%至大约10重量%的量来使用，在一些实施方案中为大约0.05重量%至大约5重量%，在一些实施方案中为大约0.1重量%至大约1.5重量%，并且在一些实施方案中为大约0.2重量%至大约0.8重量%。根据所使用的其它组分，在整个热塑性组合物中聚环氧化物改性剂的浓度可以与上述范围相同或比上述范围小。在某些实施方案中，例如，基于组合物的总重量计，聚环氧化物改性剂占大约0.01重量%至大约10重量%，在一些实施方案中为大约0.05重量%至大约5重量%，在一些实施方案中为大约0.1重量%至大约1.5重量%，并且在一些实施方案中为大约0.2重量%至大约0.8重量%。同样地，聚乳酸通常占组合物的大约70重量%或更多，在一些实施方案中为大约80重量%至大约99重量%，并且在一些实施方案中为大约85重量%至大约95重量%。

C增韧添加剂

虽然没有提出必要的要求，但是本发明的热塑性组合物还可以包含一种或多种聚合的增韧添加剂以在纤维形成过程中改进组合物的熔体强度和纤纺稳定性。本发明的一个益处在于当这样的添加剂被使用时，聚环氧化物改性剂（例如，烯烃单体）的疏水部分还可以与增韧添加剂相互作用以在聚乳酸基体中形成基本上均匀的相容的增韧添加剂的纳米分散体。这样的均一分布有助于实现得到的纤维的良好机械性能。

由于其聚合的特性，增韧添加剂具有相对高的分子量，该相对高的分子量可以有助于改进热塑性组合物的熔体强度和稳定性。通常希望的是，聚合的增韧添加剂通常是不与聚乳酸混溶的。这样，增韧添加剂可以作为在聚乳酸连续相中的分离相域（phase domain）而变得分散。分离域能够吸收能量，所述能量是由在纤维拉伸过程中的组合物伸长过程中所施加的应力所产生的，这提高了得到的纤维的整体韧性和强度。尽管聚合物通常是不混溶的，但是可以选择增韧添加剂以使其具有与聚乳酸的溶解度参数相对类似的溶解度参数。这通常改进了分离相与连续相边界的界面粘附和物理相互作用，并且因此降低了组合物在拉伸时会断裂的可能性。在这方面，聚乳酸的溶解度参数与增韧添加剂的溶解度参数的比率通常为大约0.5至大约1.5，并且在一些实施方案中为大约0.8至大约1.2。例如，聚合的增韧添加剂的溶解度参数可以为大约15至大约30MJoules^1/2/m^3/2，并且在一些实施方案中为大约18至大约22MJoules^1/2/m^3/2，而聚乳酸的溶解度参数可以为大约20.5MJoules^1/2/m^3/2。如本文所使用的，术语“溶解度参数”是指“Hildebrand溶解度参数”，其为内聚能密度的平方根并且根据以下公式来计算：

δ = \sqrt{(} (Δ H_{v} - RT) / V_{m})

其中：

ΔHv=蒸发热

R=理想气体常数

T=温度

Vm=分子体积

许多聚合物的Hildebrand溶解度参数也可从Solubility Handbook ofPlastics,by Wyeych(2004)找到，将其引入本文作为参考。

还可以选择聚合的增韧添加剂以具有特定的熔体流动速率（或粘度）以确保分离域可以被充分地保留。例如，如果增韧添加剂的熔体流动速率过高，那么它就倾向于流动且不可控制地分散于连续相。这导致了层状或盘状域难以保留并还可能在纤维拉伸过程中过早的破裂。相反地，如果增韧添加剂的熔体流动速率过低，那么它就倾向于凝集在一起并且形成非常大的椭圆域，这在共混过程中难以分散。这样会造成增韧添加剂在整个连续相中不均匀地分布。在这方面，增韧添加剂的熔体流动速率与聚乳酸的熔体流动速率的比率通常为大约0.2至大约0.8，在一些实施方案中为大约0.5至大约6，并且在一些实施方案中为大约1至大约5。例如，在2160克负载下和在190℃下测得，聚合的增韧添加剂的熔体流动速率可以为大约0.1至大约250克每10分钟，在一些实施方案中为大约0.5至大约200克每10分钟，并且在一些实施方案中为大约5至大约150克每10分钟。

除如上所述的性质之外，还可以选择聚合的增韧添加剂的机械特性以实现在纤维韧性方面希望的增大。例如，与聚乳酸相比，增韧添加剂可以具有相对低的杨氏弹性模量。例如，聚乳酸的弹性模量与增韧添加剂的弹性模量的比率通常为大约1至大约250，在一些实施方案中为大约2至大约100，并且在一些实施方案中为大约2至大约50。例如，增韧添加剂的弹性模量可以为大约2至大约500兆帕（MPa），在一些实施方案中为大约5至大约300Mpa，并且在一些是实施方案中为大约10至大约200Mpa。相反地，聚乳酸的弹性模量通常为大约800Mpa至大约2000Mpa。聚合的增韧添加剂还可以显示出比聚乳酸大的峰值伸长率（即，纤维在其峰值负载下的伸长百分数）。例如，本发明的聚合的增韧添加剂可以显示出的峰值伸长率为大约50%或更大，在一些实施方案中为大约100%或更大，在一些实施方案中为大约100%至大约2000%，并且在一些实施方案中为大约250%至大约1500%。

尽管可以使用具有上述性质的各种聚合物添加剂，但是这样的聚合物的特别合适的实例可以包括，例如，聚烯烃（例如，聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等）；聚四氟乙烯；聚酯（例如，再生聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等）；聚乙酸乙烯酯（例如，聚（乙烯醋酸乙烯酯）、聚氯乙烯-乙酸乙烯酯等）；聚乙烯醇（例如，聚乙烯醇、聚乙烯乙烯醇等）；聚乙烯基缩丁醛；丙烯酸树脂（例如，聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等）；聚酰胺（例如，尼龙）；聚氯乙烯；聚偏氯乙烯；聚苯乙烯；聚氨酯等。合适的聚烯烃可以例如包括乙烯聚合物（例如，低密度聚乙烯（“LDPE”）、高密度聚乙烯（“HDPE”）、线性低密度聚乙烯（“LLDPE”）等）、丙烯均聚物（例如，间同立构的、不规则的、全同立构的等）、丙烯共聚物等。

在一个特定的实施方案中，聚合物为丙烯聚合物，如丙烯的均聚物或丙烯的共聚物。丙烯聚合物可以由例如基本上全同立构的聚丙烯均聚物或含有等于或小于大约10重量%的其它单体（即，以重量计至少约90%的丙烯）的共聚物来形成。这样的均聚物的熔点可以为大约160℃至大约170℃。

在又一个实施方案中，聚烯烃可以为乙烯或丙烯与另一种α-烯烃例如C₃-C₂₀的α-烯烃或C₃-C₁₂的α-烯烃的共聚物。合适的α-烯烃的具体实例包括1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、3,3-二甲基-1-丁烯、1-戊烯、具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-戊烯、具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-己烯、具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-庚烯、具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-辛烯、具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-壬烯、乙基、甲基或二甲基取代的1-癸烯、1-十二烯和苯乙烯。特别希望的α-烯烃共聚单体为1-丁烯、1-己烯和1-辛烯。这样的共聚物的乙烯或丙烯的含量可以为大约60摩尔%至大约99摩尔%，在一些实施方案中为大约80摩尔%至大约98.5摩尔%，并且在一些实施方案中为大约87摩尔%至大约97.5摩尔%。同样地，α-烯烃的含量可以为大约1摩尔%至大约40摩尔%，在一些实施方案中为大约1.5摩尔%至大约15摩尔%，并且在一些实施方案中为大约2.5摩尔%至大约13摩尔%。

用于本发明的示例性的烯烃共聚物包括购自ExxonMobil ChemicalCompany of Houston,Texas的商品名为EXACT^TM的基于乙烯的共聚物。其它适合的乙烯共聚物的商品名为ENGAGE^TM、AFFINITY^TM、DOWLEX^TM(LLDPE)和ATTANE^TM(ULDPE)，购自Dow Chemical Company of Midland,Michigan。其它合适的乙烯聚合物公开于Ewen等人的第4,937,299号美国专利、Tsutsui等人的第5,218,071号美国专利、Lai等人的第5,272,236号美国专利、Lai等人的第5,278,272号美国专利中，将其全部内容出于所有目的引入本文作为参考。合适的丙烯共聚物也为购自ExxonMobil ChemicalCo.of Houston,Texas的VISTAMAXX^TM（商品名）、购自Atofina Chemicalsof Feluy,Belgium的FINA^TM（商品名）（例如8573）、购自MitsuiPetrochemical Industries的TAFMER^TM、购自Dow Chemical Co.of Midland,Michigan的VERSIFY^TM。合适的丙烯聚合物的其它实例公开于Datta.等人的第6,500,563号美国专利、Yang等人的第5,539,056号美国专利、和Resconi等人的第5,596,052号美国专利中，将其全部内容出于所有目的引入本文作为参考。

任何的各种已知技术通常都可以被使用以形成烯烃共聚物。例如，可以利用自由基或配位催化剂（例如，Ziegler-Natta）来形成烯烃聚合物。优选地，由单位点配位催化剂例如金属茂催化剂来形成烯烃聚合物。这样的催化剂体系生成的乙烯共聚物中，共聚单体随机分布在分子链中并均匀地分布于不同的分子量片段。金属茂催化的聚烯烃被描述于例如McAlpin 等人的第5,571,619号美国专利、Davis等人的第5,322,728号美国专利、Obijeski等人的第5,472,775号美国专利、Lai等人的第5,272,236号美国专利和Wheat等人的第6,090,325号美国专利，将其全部内容出于所有目的引入本文作为参考。金属茂催化剂的实例包括：双（正丁基环戊二烯基）二氯化钛、双（正丁基环戊二烯基）二氯化锆、双（环戊二烯基）氯化钪、双（茚基）二氯化锆、双（甲基环戊二烯基）二氯化钛、双（甲基环戊二烯基）二氯化锆、二茂钴、环戊二烯基三氯化钛、二茂铁、二氯化二茂铪、异丙基（环戊二烯基-1-芴基）二氯化锆、二氯二茂钼、二茂镍、二氯二茂铌、二茂钌、二氯二茂钛、氢氯二茂锆、二氯二茂锆等。利用金属茂催化剂来制备的聚合物通常具有窄的分子量范围。例如，金属茂催化的聚合物可以具有4以下的多分散指数（M_w/M_n），具有经控制的短链支化分布以及经控制的全同立构。

当被使用时，增韧添加剂在热塑性组合物中的量通常为大约1重量%至大约25重量%，在一些实施方案中为大约2重量%至大约20重量%，并且在一些实施方案中为大约5重量%至大约15重量%。

D其它组分

本发明的一个有利方面在于在不需要常规的增塑剂的情况下可以提供良好的机械性能（例如，伸长率），所述增塑剂如亚烷基二醇（例如，聚乙二醇，如购自Dow Chemical的名称为Carbowax^TM的那些）、烷基二醇、以及具有一个或多个攻击聚乳酸的酯键且导致水解降解的羟基基团的烯化氧。这样的增塑剂的其它实例描述于Topolkaraev等人的第2010/0048082号美国专利中，将其全部内容出于所有目的引入本文作为参考。热塑性组合物可以基本上不含有这样的增塑剂。然而，应当理解的是，在本发明的特定实施方案中可以使用增塑剂。然而，当被使用时，增塑剂通常在热塑性组合物中的量为小于大约10重量%，在一些实施方案中为大约0.1重量%至大约5重量%，并且在一些实施方案中为大约0.2重量%至大约2重量%。

当然，由于各种不同的原因可以使用其它成分。例如，可以使用的材料包括但不限于，催化剂、染料、抗氧化剂、稳定剂、表面活性剂、蜡、流动促进剂、固体溶剂、成核剂（例如，二氧化钛、碳酸钙等）、颗粒和其它材料，加入这些材料以改进热塑性组合物的可加工性。当被使用时，通常希望的是，使这些添加成分的量最小化以确保最佳的相容性和成本有效性。因此，例如，通常希望这样的成分占热塑性组合物的量小于大约10重量%，在一些实施方案中小于大约8重量%，并且在一些实施方案中小于大约5重量%。

应当理解的是，其它组分可以被包括在热塑性组合物中。可以使用的一种这样的组分为额外的生物可降解聚酯，包括脂肪族聚酯如聚己内酯、聚酰胺酯、改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乳酸（PLA）及其共聚物、基于聚乳酸的三元共聚物、聚乙醇酸、聚碳酸亚烷基酯（如聚碳酸亚乙基酯）、聚3-羟基丁酸酯（PHB）、聚3-羟基戊酸酯（PHV）、聚3-羟基丁酸酯与4-羟基丁酸酯的共聚物、3-羟基丁酸酯与3-羟基戊酸的共聚物（PHBV）、3-羟基丁酸酯与3-羟基己酸酯的共聚物、3-羟基丁酸酯与3-羟基辛酸酯的共聚物、3-羟基丁酸酯与3-羟基癸酸酯的共聚物、3-羟基丁酸酯与3-羟基十八酸酯的共聚物以及基于丁二酸酯的脂肪族聚合物（如聚丁二酸丁二醇酯、丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物（polybutylenesuccinate adipate）、聚丁二酸乙二醇酯等）；脂肪族-芳香族共聚酯（例如，己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物、己二酸乙二醇酯-对苯二甲酸乙二醇酯共聚物、己二酸乙二醇酯-间苯二甲酸乙二醇酯共聚物、己二酸丁二醇酯-间苯二甲酸丁二醇酯共聚物等）等等。

II.共混

纯净的聚乳酸通常会从周围环境中吸收水，使其具有基于起始聚乳酸干重计的约百万分之500至约百万分之600（“ppm”）的水分含量或甚至更多。可以通过现有技术中已知的各种方式来测定水分含量，例如根据如上所述的ASTM D7191-05来测定。由于在熔融加工过程中存在的水可以水解降解聚乳酸并降低其分子量，所以有时希望的是在共混前将聚乳酸干燥。例如，在绝大多数实施方案中，希望的是，在与聚环氧化物改性剂共混之前，聚乳酸的水分含量为大约百万分之200（“ppm”）或更少，在一些实施方案中为大约1至大约100ppm，并且在一些实施方案中为大约2至大约80ppm。可以在大约50℃至大约100℃的温度下并在一些实施方案中为大约70℃至大约80℃的温度下对聚乳酸进行干燥。

可以利用任何各种已知的技术对热塑性组合物的组分进行共混。在一个实施方案中，例如，可以将原材料（例如，聚乳酸和聚环氧化物改性剂）分别供应或组合供应。例如，首先可以将原材料干混在一起以形成基本上均匀的干混合物。同样地，可以将原材料同时或相继供应至将材料分散共混的熔融加工设备中。可以使用分批式和/或连续式熔融加工技术。例如，可以使用混合机/捏合机、Banbury混合机、Farrel连续混合机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、滚磨机等来将材料共混并进行熔融加工。一种特别适合的熔融加工设备是同向旋转双螺杆挤出机（例如，ZSK-30挤出机，购自Werner & Pfleiderer Corporation of Ramsey，New Jersey，或者ThermoPrism^TM USALAB16挤出机，购自Thermo Electron Corp.,Stone,England）。这样的挤出机可以包括进料口和排出口，并可以提供高强度的分布和分散混合。例如，可以将聚乳酸和聚环氧化物改性剂投料至双螺杆挤出机的相同或不同的进料口，并熔融共混以形成基本上均匀的熔融混合物。如果希望的话，还可以将其它添加剂（例如，增韧添加剂）注入到聚合物熔体中和/或沿其长度的不同点处分别投料至挤出机中。供选择地，可以将添加剂与聚乳酸和/或聚环氧化物改性剂进行预共混。

不管选择何种特定的加工技术，可以将原材料在高剪切/压力和低热下共混以确保在不造成聚环氧化物改性剂过早地经历与聚乳酸的实质反应的情况下的充分分散。例如，共混通常可以发生在聚乳酸的熔点以上但在用于引发聚环氧化物改性剂反应至显著程度的温度以下的温度，例如约170℃至约230℃，在一些实施方案中，可以发生在约180℃至约220℃，并且在一些实施方案中，可以发生在约185℃至约215℃。同样地，在熔融加工期间的表观剪切速率可以为约100秒^-1至约10,000秒^-1，并且在一些实施方案中，为约200秒^-1至约5000秒^-1，并且在一些实施方案中，为约500秒^-1至约1200秒^-1。表观剪切速率等于4Q/πR³，其中Q为聚合物熔体的容积流动速率（“m³/s”），而R为熔融的聚合物流动穿过的毛细管（例如，挤出机口模）的半径（“m”）。当然，其它变量，例如熔融加工过程中的停留时间，其与通过速率成反比，也可以被控制来实现希望的均匀度。

由于对聚环氧化物（例如，活性、分子量等）以及具体的熔融共混条件进行选择性控制，因此本发明人已经发现可以形成提高与聚乳酸的反应性的形态。更具体地，得到的形态可以具有许多贯穿分布于连续的聚乳酸基体的分离相域。域可以具有许多不同的形状，例如椭圆形、球形、圆柱形等。然而，无论什么形状，在共混后，单个域的尺寸均较小以提供用于随后与聚乳酸反应的增大的表面积。例如，域的尺寸（例如，长度）通常为大约10至大约1000纳米，在一些实施方案中为大约20至大约800纳米，在一些实施方案中为大约40至大约600纳米，并且在一些实施方案中为大约50至大约400纳米。任选的增韧添加剂也可以形成在聚乳酸基体中的分离域。当形成时，这样的域通常大于聚环氧化物域。例如，增韧添加剂的域的尺寸（例如，长度）可以为大约0.5μm至大约30μm，并且在一些实施方案中为大约1μm至大约10μm。当然，还应当理解的是，域可以由聚环氧化物、增韧添加剂、和/或共混物的其它组分的组合来形成。

III.反应技术

当起始的聚合物处于熔融相（“熔融加工”）以使对额外的溶剂和/或溶剂去除工艺的需求最小化时，进行共混的聚环氧化物改性剂和聚乳酸的反应。更具体地，可以将共混物供应至可以被加热的挤出机（例如，单螺杆），所述挤出机包括可旋转地固定于桶（例如，圆柱形桶）中并被桶容纳的螺杆。通过螺杆旋转而施加的力来将共混物从进料端向下游移动至排出端。这样的螺杆挤出机通常沿螺杆的长度被分为三段。第一段是进料段，在进料段中将固体材料引入至螺杆。第二段是熔融段，在熔融段中进行大部分的固体熔融。在该段中，螺杆通常具有逐渐变小的直径以增强聚合物的熔融。第三段是混合段，在混合段中以恒定的量来输送已熔融的材料用以挤出。对于本发明而言，螺杆的构型对本发明并不是特别的重要，并且螺杆可以包含如本领域已知的任何数量和/或方向的螺纹以及通道。

在通过口模离开挤出机之前，已熔融的塑性体还可以通过一个或多个在桶中的筛（“筛组件”），所述筛任选地通过多孔板（breaker plate）来加固。除了去除污染物和未熔融的固体之外，筛组件/多孔板组件可以有助于在桶中建立背压以改进熔体的均一性以及聚合物的混合。可以通过改变筛组件的构型（筛的数量、筛的孔径大小等）来控制顶压的量。筛组件可以包括，例如2至15个筛，在一些实施方案中为大约3至10个筛，并且在一些实施方案中为大约4至8个筛。当使用多个筛时，上游的筛通常具有仅收集大颗粒的尺寸，而随后下游的筛具有收集逐渐减小的颗粒的尺寸。虽然可以使用各种尺寸的筛，但是通常希望的是，组件使用至少一个具有相对小尺寸开口的筛以在桶中产生足够高的背压。例如，筛可以包含具有大约100微米或更小的平均宽度（或者直径）的开口，在一些实施方案中为大约75微米或更小，并且在一些实施方案中为大约1至大约50微米。优选地，组件使用多个具有该尺寸开口的筛（例如，3个或更多个）。

还可以选择螺杆的速度以实现希望的停留时间、剪切速率、熔融加工温度等。例如，螺杆速度可以为大约50至大约200转每分钟（“rpm”），在一些实施方案中为大约70至大约150rpm，并且在一些实施方案中为大约80至大约120rpm。这会导致比通常用于挤出聚乳酸的温度高的温度并且该温度足够高以引发聚环氧化物改性剂的反应，例如在大约230℃温度以上。例如，挤出机可以使用一个或多个区，这些区中的至少一个在大约230℃至大约350℃的温度下运行，在一些实施方案中在大约235℃至大约300℃的温度下运行，并且在一些实施方案中在大约240℃至大约280℃的温度下运行。

熔体剪切速率且换句话说是反应被引发的程度，也可以通过使用一个或多个在挤出机混合段中的分布和/或分散混合元件来提高。用于单螺杆挤出机的合适的分布混合器可以包括，例如Saxon、Dulmage、Cavity Transfer混合器等。同样地，合适的分散混合器可以包括Blister环、Leroy/Maddock、CRD混合器等。如本领域所熟知的，通过使用使聚合物熔体产生折叠或再取向的桶中的针来进一步改进混合，例如使用在Buss Kneader挤出机、Cavity Transfer混合器和Vortex Intermeshing Pin（VIP）混合器中的那些。无论选择何种特定的元件，使用一种或多种混合元件可以产生有助于引发所希望的反应的加强的熔体剪切速率。通常，在熔融加工期间，表观剪切速率可以为大约100秒^-1至大约10,000秒^-1，在一些实施方案中为大约200秒^-1至大约5000秒^-1，并且在一些实施方案中为大约500秒^-1至大约1200秒^-1。当然，其它变量，例如在熔融加工期间的停留时间（与吞吐量速率成反比），也可以被控制以实现希望的反应程度。

除控制剪切条件之外，本发明人还发现还可以控制前体共混物的水分含量以有助于实现希望的反应程度。意在不受到理论的束缚，据信，水可以作为聚环氧化物与聚乳酸反应的催化剂。然而，太大的水分含量可以导致聚乳酸的降解并且导致其分子量的降低。在这方面，本发明人已经发现可以将前体共混物的水分含量控制在大约100至大约500ppm的水分含量，在一些实施方案中为大约125至大约400ppm，并且在一些实施方案中为大约150至大约300ppm。可以通过在例如大约40℃至大约80℃的温度下，并且在一些实施方案中为大约50℃至大约70℃的温度下进行干燥来实现这样的水分含量。

尽管在某些特性方面不同于起始聚合物，但是经反应的聚乳酸可以保持起始聚合物的其它特性。例如，由于用于形成纤维的热塑性组合物通常不含有增塑剂，因此经反应的组合物的玻璃化转变温度（T_g）通常与聚乳酸的玻璃化转变温度相同。即，经反应的热塑性组合物的T_g可以为大约50℃至大约80℃，并且一些实施方案中为大约55℃至大约65℃。热塑性组合物的熔点也可以为大约150℃至大约250℃，并且在一些实施方案中为大约160℃至大约220℃。

IV.纤维的形成

由热塑性组合物形成的纤维通常可以具有任何希望的构型，包括单组分，多组分（皮芯型构型、并列型构型、橘瓣型构型、海中岛型构型等）。在一些实施方案中，所述纤维可以包含一种或多种附加聚合物作为组分（如双组分）或成分（如双成分），以进一步提高强度和其它机械性能。例如，热塑性组合物可以形成皮/芯双组分纤维的皮组分，而附加聚合物可以形成芯组分，反之亦然。附加聚合物可以为通常认为不可被生物降解的热塑性聚合物，例如聚烯烃，如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等；聚四氟乙烯；聚酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯等；聚乙酸乙烯酯；聚氯乙烯-乙酸乙烯酯；聚乙烯醇缩丁醛；丙烯酸树脂，如聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯等；聚酰胺，如尼龙；聚氯乙烯；聚偏二氯乙烯；聚苯乙烯；聚乙烯醇；和聚氨酯。然而，更希望的是，附加聚合物是生物可降解的，如脂肪族聚酯，如聚酯酰胺，改性的聚对二苯甲酸乙二醇酯，聚乙醇酸、聚碳酸亚烷基酯（如聚碳酸亚乙基酯）、聚羟基链烷酸酯（PHA）、聚羟基丁酸酯（PHB）、聚羟基戊酸酯（PHV）、聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯的共聚物（PHBV）和聚己内酯、以及基于琥珀酸的脂肪族聚合物（如聚琥珀酸丁二醇酯、琥珀酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物和聚琥珀酸乙二醇酯）；芳香族聚酯；或其它脂肪族-芳香族共聚酯。

各种工艺中的任何一种均可以被用于形成根据本发明的纤维。例如，可以将上述热塑性组合物挤压穿过喷丝头，淬火，并引入纤维拉伸装置的竖直通道中。聚环氧化物改性剂和聚乳酸的反应可以在该工艺中进行，或可以在引入纤维形成线之前进行。一旦成形，就可以将纤维切割成平均纤维长度为约3至约80毫米的短纤维，在一些实施方案中，为约4至约65毫米，并且在一些实施方案中，为约5至约50毫米。然后可以如现有技术已知的将所述短纤维加入到无纺纤网，例如，粘合梳理纤网、风透粘合纤网（through-air bonded webs）等中。所述纤维也可以沉积到带孔表面上以形成无纺纤网。

再参照图1，例如，更详细地显示了形成纤维的方法的一个实施方案。在该特定的实施方案中，将预共混的热塑性组合物在相对高的温度下挤出以诱发改性剂的环氧官能团与聚乳酸的反应，并且还引发了纤维的形成。例如，将聚乳酸/聚环氧化物改性剂共混物从料斗14进料至挤出机12中。利用任何常规技术将共混物提供至料斗14。如以上详细描述的，将挤出机12加热到足以将熔融的聚合物挤出并引发聚环氧化物改性剂与聚乳酸之间的反应的温度。然后将挤出的组合物穿过聚合物导管16至喷丝头18。例如，喷丝头18可以包括含有喷丝组件的外壳，所述喷丝组件具有多个堆叠在彼此顶部的板，且具有设置以形成用于引导聚合物组分的流动路径的开口模式。喷丝头18还具有排成一排或多排的开口。当聚合物从开口中挤出时，所述开口形成向下的挤出丝帘。工艺10还使用了淬火鼓风机20，该淬火鼓风机20设置在从喷丝头18伸出的该纤维帘附近。来自淬火鼓风机20的空气将从喷丝头18伸出的纤维淬火。淬火空气可以如图1所示的从纤维帘的一侧或从纤维帘的两侧引入。

淬火后，将纤维拉进纤维拉伸装置22的竖直的通道中。用于熔融纺丝聚合物的纤维拉伸装置或吸气器为本领域所熟知。合适的纤维拉伸装置包括于第3,802,817号和第3,423,255号美国专利所示的线性纤维吸气器类型，将所述专利的全部内容出于所有相关目的引入本文作为参考。纤维拉伸装置22通常包括伸长的垂直通道，纤维经由该通道通过从该通道边上进入且向下流动穿过该通道的吸入空气（aspirating air）来拉伸。加热器或鼓风机24向纤维拉伸装置22提供吸入空气。吸入空气将丝和周围的空气牵引穿过纤维拉伸装置22。气体的流动导致纤维被拉伸或变细，这增加了聚合物形成纤维的分子取向性或结晶度。将纤维通过纤维拉伸装置22的出口开口来沉积在导丝辊42上。由于本发明的纤维的高强度，所以在本发明中采用高的拉伸比。拉伸比是指拉伸后纤维的线速度（例如，导丝辊42或带孔表面（未显示）的线速度）除以挤出后纤维的线速度。例如，该拉伸比在特定的实施方案中可以如下计算：

拉伸比=A/B

其中，

A为拉伸之后的纤维的线速度（即，导丝辊速度）并且是直接测量的；以及

B为挤出的纤维的线速度并可以如下计算：

挤出机的线性纤维速度=C/(25*π*D*E²)

其中，

C为单个孔的通量（克每分钟）；

D为该聚合物的密度（克每立方厘米）；以及

E为孔的直径（以厘米计算），通过该孔将纤维挤出。在本发明的某些实施方案中，所述拉伸比可以为约200：1至约7500：1，在一些实施方案中为约500：1至约6500：1，并且在一些实施方案中为1000：1至约6000：1。

如果希望的话，在导丝辊42上收集的纤维可以任选地进行附加的线内加工和/或转化步骤（未示出），这将会被本领域技术人员所理解。例如，短纤维可以通过在其软化温度以下的温度下，将所收集的纤维“冷拉伸”到希望的直径，并随后将纤维卷曲、削薄和/或切割成为希望的纤维长度。

不管它们以何种特定方式形成，本发明人已经发现纤维的拉伸显著地增大了经反应的分散的分离域的轴向尺寸，使得它们具有一般的线性且伸长的形状。例如，伸长的域的轴向尺寸可以比在纤维拉伸前域的轴向尺寸大大约10%或更多，在一些实施方案中为大约50%至大约1000%，并且在一些实施方案中为大约100%至大约500%。例如，在纤维拉伸之后，轴向尺寸可以为大约10μm至大约300μm，在一些实施方案中为大约40μm至大约250μm，并且在一些实施方案中为大约50μm至大约200μm。域还可以相对薄，且因此在正交于轴向尺寸上的方向上具有小的尺寸（即，横截面尺寸）。例如，横截面尺寸在长度上可以为大约0.02至大约75微米，在一些实施方案中为大约0.1至大约40微米，并且在一些实施方案中为0.4至大约20微米。这可以导致域的纵横比（轴向尺寸与横截面尺寸的比率）为大约3至大约200，在一些实施方案中为大约5至大约100，并且在一些实施方案中为大约5至大约50。

这些伸长的域的存在表明热塑性组合物吸收在纤维拉伸过程中引入的能量的能力。这样，组合物就不会如纯净的聚合物一样脆并且因此可以在施加应变时释放而不是断裂。通过在应变下释放，聚合物可以持续起到承受荷载元件的作用，甚至是在纤维显示了实质性的伸长率之后。在这方面，本发明的纤维能够显示改进的“峰值伸长率”的性质，即纤维在其峰值负载时的伸长百分数。例如，本发明的纤维可以显示出的峰值伸长率为大约25%或更大，在一些实施方案中为大约30%至更大，并且在一些实施方案中为大约40%至大约350%，并且在一些实施方案中为大约50%至大约250%。这样的伸长率可以由具有各种平均直径的纤维来实现，例如平均直径为大约0.1至大约50微米，在一些实施方案中为大约1至大约40微米，在一些实施方案中为大约2至大约25微米，并且在一些实施方案中为大约5至大约15微米的纤维。

尽管具有在应变下延伸的能力，但是本发明的纤维还可以保持相对的强硬。指示本发明的纤维的相对强度的一个参数为“韧度”，其显示为以每单位线性密度的力来表示的纤维的拉伸强度。例如，本发明的纤维的韧度可以为大约0.75至大约6.0克-力（“g_f”）每但尼尔，在一些实施方案中为大约1.0至大约4.5g_f每但尼尔，并且在一些实施方案中为大约1.5至大约4.0g_f每但尼尔。纤维的但尼尔可以依据希望的应用而变化。通常，形成的纤维的每个丝的但尼尔（即，线性密度单位，其等于以克计的每9000米纤维的质量）小于大约6，并且在一些实施方案中为小于大约3，并且在一些实施方案中为大约0.5至大约3。

如果希望的话，本发明的纤维还可以通过将纤维无规则地沉积在成形表面上（任选地借助真空）以形成粘附纤网结构并且随后利用任何已知的技术来粘合得到的纤网。例如，可以将连续带孔成形表面置于纤维拉伸装置以下并且接收来自出口开口的纤维。可以将真空置于成形表面以下以拉伸纤维并巩固未粘合的无纺纤网。一旦成形，然后就可以使用任何常规的技术将无纺纤网粘合，例如使用粘合剂或者自发粘合（例如，在不施加外部粘合剂的情况下，将纤维熔融和/或自粘结）。自发粘合，例如，可以通过在半熔融或粘的时候使纤维接触或简单地通过将粘性树脂和/或溶剂与用于形成纤维的聚乳酸（或多种聚乳酸）共混来实现。适合的自发粘合技术可以包括超声粘合、热粘合、风透粘合、热轧粘合（calendar bonding）等。例如，可以通过热-机械工艺（其中，纤网通过加热的光滑砧辊与加热的图样辊之间）进一步将纤网粘合或利用图案印花。图样辊可以具有任何的凸起图样，该图样提供了希望的纤网性质或外观。希望地，图样辊具有凸起图样，所述凸起图样具有多个粘合位置，所述粘合位置具有的粘合面积为辊总面积的约2%至30%。例如，示例性的粘合图样包括以下所描述的那些：Hansen等人的第3,855,046号美国专利、Levy等人的第5,620,779号美国专利，Hayens等人的第5,962,112号美国专利、Sayovitz等人的第6,093,665号美国专利、以及Romano等人的第428,267号美国外观设计专利、Brown的第390,708号美国外观专利、Zander等人的第418,305号美国外观设计专利、Zander等人的第384,508号美国外观设计专利、Zander 等人的第384,819号美国外观设计专利、Zander等人的第358,035号美国外观设计专利、以及Blenke等人的第315,990号美国外观专利，在此将所述专利出于所有目的引入本文作为参考。辊与辊之间的压力可以为约5至约2000磅每线英寸。平衡辊与辊之间的压力和辊的温度以得到希望的纤网性质或外观，同时保持类似布一样的性质。如本领域技术人员所熟知的，所需的温度和压力依据许多因素而变化，所述因素包括但不限于，图样粘合面积、聚合物性质、纤维性质和无纺性质。

除了纺粘纤网之外，多种其它无纺纤网也可以由根据本发明的热塑性组合物来形成，例如，熔喷纤网、粘合梳理纤网、湿法纤网、气流纤网、共成形纤网、水刺缠绕纤网等。例如，热塑性组合物可以通过多个精细的口模毛细管挤出，进入会聚的高速气（如空气）流中，该气流使纤维变细以减小其直径。随后，将熔喷纤维由高速气流携带并沉积于收集表面上以形成随机分散的熔喷纤维纤网。供选择地，聚合物可以通过将大捆的由热塑性组合物形成的纤维放置于将纤维分开的拣选机中以形成梳理纤网。随后，将纤维穿过精梳或者梳理装置，所述精梳或梳理装置进一步将纤维分开并沿机器方向排列，以便形成沿机器方向的纤维无纺纤网。一旦成形，通常通过一种或多种已知的粘合技术使无纺纤网稳定。

如果希望的话，无纺纤网还可以为含有热塑性组合物纤维和其它类型纤维（例如，短纤维、丝等）的组合的复合材料。例如，可以使用其它的合成纤维，例如由聚烯烃形成的那些，如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等；聚四氟乙烯；聚酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯等；聚乙酸乙烯酯；聚氯乙烯-乙酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛；丙烯酸树脂，如聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯等；聚酰胺，如尼龙；聚氯乙烯；聚偏二氯乙烯；聚苯乙烯；聚乙烯醇；聚氨酯；聚乳酸等。如果希望的话，还可以使用生物可降解聚合物，如聚乙醇酸（PGA）、聚乳酸（PLA）、聚（β-苹果酸）（PMLA)、聚（ε-己内酯）（PCL)、聚（ρ-二环氧己酮）（PDS)、聚（琥珀酸丁二醇酯）（PBS）以及聚（3-羟基丁酸酯）（PHB）。一些已知的合成纤维的实例包括，皮芯型双组分纤维，得自KoSa Inc.of Charlotte,NorthCarolina，商品名为T-255和T-256，这两者均使用聚烯烃皮，或者T-254，其具有低熔点的共聚酯皮。可以使用的其它已知的双组分纤维包括得自Chisso Corporation of Moriyama,Japan或者Fibervisions LLC of Wilmington,Delaware的那些。还可以使用聚乳酸短纤维，如可购自Far Eastern Textile,Ltd.of Taiwan的那些。

所述复合材料还可以含有纸浆纤维，如高平均纤维长度的纸浆、低平均纤维长度的纸浆或它们的混合物。合适的高平均长度的绒纸浆纤维的一个实例包括软木牛皮纸浆纤维。软木牛皮纸浆纤维可以得自针叶树木，并且包括但不限于，纸浆纤维，例如北方、西方以及南方软木种类，包括红木、红雪衫、铁杉、花旗松（Douglas fir）、冷杉（true fir）、松树（例如，南方松树）、云杉（例如，黑云杉）、竹、它们的组合等。北方软木牛皮纸浆纤维可以被用于本发明中。商业上可得的适用于本发明的南方软木牛皮纸浆纤维的实例包括那些购自办公地址位于Federal Way,Washington的Weyerhaeuser Company，商品名为“NF-405”。用于本发明的另一种适合的纸浆是漂白的、主要含有软木纤维的硫酸木纸浆，购自办公地点位于Greenville,South Carolina的Bowater Corp.，商品名为CoosAbsorb S pulp。低平均长度的纤维也可以用于本发明中。适合的低平均长度的纸浆纤维的实例包括硬木牛皮纸浆纤维。硬木牛皮纸浆纤维得自落叶树木并且包括但不限于例如桉树、枫树、桦树、白杨等的纸浆纤维。可能尤其需要桉树牛皮纸浆纤维来提高柔软度，增加亮度，增加不透明度以及改变纸幅的孔结构以提高其芯吸能力。也可以使用竹或棉纤维。

无纺复合材料可以使用多种已知的技术来形成。例如，所述无纺复合材料可以为“共成形材料”，其包含热塑性组合物纤维和吸收性材料的混合物或稳定的基体。举个例子来说，共成形材料可以通过以下工艺来制备：在纤网成形的同时，将至少一个熔喷模头放置在斜槽附近，将吸收性材料通过该斜槽加入纤网中。这样的吸收性材料可以包括但不限于，纸浆纤维、超吸收性颗粒、无机和/或有机吸收性材料，经处理的聚合短纤维等。吸收性材料的相对百分比可以依据无纺复合材料的希望的性质而在宽的范围内变化。例如，所述无纺复合材料可以含有约1重量%至约60重量%，在一些实施方案中，为约5重量%至约50重量%，并且在一些实施方案中，为约10重量%至约40重量%的热塑性组合物纤维。同样地，无纺复合材料可以含有约40重量%至约99重量%，在一些实施方案中，为约50重量%至约95重量%，并且在一些实施方案中，为约60重量%至约90重量%的吸收性材料。这样的共成形材料的一些实例在Anderson等人的第4,100,324号美国专利、Everhart等人的第5,284,703号美国专利、Georger 等人的第5,350,624号美国专利中公开，在此将其全部内容出于所有目的引入本文作为参考。

在本发明中也可以形成无纺层压物，其中，一个或多个层由热塑性组合物形成。例如，一个层的无纺纤网可以是纺粘的，其包含热塑性组合物，而另一层的无纺纤网包含热塑性组合物、其它生物可降解的聚合物、和/或任何其它聚合物（如聚烯烃）。在一个实施方案中，无纺层压物包含位于两个纺粘层之间的熔喷层以形成纺粘/熔喷/纺粘（“SMS”）层压物。如果希望的话，纺粘层可以由热塑性组合物形成。熔喷层可以由热塑性组合物、其它生物可降解的聚合物、和/或任何其它聚合物（如聚烯烃）形成。用于形成SMS层压物的不同技术在Brock等人的第4,041,203号美国专利、Timmons等人的第5,213,881号美国专利、Timmons等人的第5,464,688号美国专利、Bornslaeqer等人的第4,374,888号美国专利、Collier等人的第5,169,706号美国专利和Brock等人的第4,766,029号美国专利、以及Fitting 等人的公开号为2004/0002273的美国专利申请中有描述，在此将其全部内容出于所有目的引入本文作为参考。当然，无纺层压物可以具有其它构型并具有任何希望数量的熔喷层和纺粘层，如纺粘/熔喷/熔喷/纺粘层压物（“SMMS”），纺粘/熔喷层压物（“SM”）等。尽管无纺层压物的基重可以根据希望的应用来调整，但是其通常为约10至约300克每平方米（“gsm”），在一些实施方案中，为约25至约200gsm，并且在一些实施方案中，为约40至约150gsm。

如果希望的话，可以对无纺纤网或层压物进行各种处理以赋予希望的性质。例如，可以用拒液添加剂、防静电剂、表面活性剂、着色剂、防雾剂、氟化物血液（fluorochemical blood）或拒醇剂、润滑剂、和/或抗微生物剂来处理纤网。此外，可以对纤网进行驻极体处理，所述处理可以赋予静电荷以提高过滤效率。电荷可以包括在聚合物表面处或附近俘获的正电荷层或负电荷层，或储存于聚合物体内的电荷云。电荷还可以包括沿分子偶极排列冻结的极化电荷。对织物进行驻极体处理的技术为本领域技术人员所熟知的。这样的技术的实例包括但不限于，热、液体接触、电子束和电晕放电技术。在一个特别的实施方案中，驻极体处理为电晕放电技术，其包括使层压物受到具有相反极性的一对电场的作用。形成驻极体材料的其它方法在Kubik等人的第4,215,682号美国专利、Wadsworth的第4,375,718号美国专利、Nakao的第4,592,815号美国专利、Ando的第4,874,659号美国专利、Tsai等人的第5,401,446号美国专利、Reader等人的第5,883,026号美国专利、Rousseau等人的第5,908,598号美国专利、Knight等人的第6,365,088号美国专利中公开，在此将其全部内容出于所有目的引入本文作为参考。

VI.制品

无纺纤网可以被用于广泛的应用中。例如，可以将纤网引入到“医用产品”中，例如手术衣、手术帘、口罩、头罩、手术帽、鞋套、灭菌包装、保暖毯、加热垫等。当然，无纺纤网也可以被用于各种其它制品中。例如，无纺纤网可以被引入能够吸收水或其它流体的“吸收性制品”中。一些吸收性制品的实例包括但不限于，个人护理吸收性制品，例如尿布、训练裤、吸收性内裤、失禁制品、女性卫生制品（如卫生巾）、泳装、婴儿揩巾、手套擦等；医用吸收性制品，例如衣服、开窗术材料、底垫、床垫、绷带、吸收性帘，医用揩巾；食品揩巾；成衣制品；袋等。适用于形成这样的制品的材料和工艺为本领域技术人员所熟知。例如，吸收性制品，通常包括基本上不可渗透液体的层（如外罩）、可渗透液体的层（如体侧衬里、波浪层等）以及吸收芯。例如，在一个实施方案中，可以使用根据本发明成形的无纺纤网以形成吸收性制品的外罩。如果希望的话，可以将无纺纤网层压成可透气或不可透气的不可渗透液体的膜。

参照以下的实施例可以更好地理解本发明。在以下各个实施例中，在与聚环氧化物改性剂共混之前，在大约77℃的温度下将聚乳酸在干燥剂中进行干燥。在进行纺纤之前，也将得到的共混物在吸附式干燥机（dessicantdryer）中以125°F至150°F的温度进行干燥。

实施例1

由100%聚乳酸（PLA）形成的纤维作为对照，它是通过挤出PLA6201D（

190℃下的熔体流动速率为10克每10分钟）形成纤维形态而形成的。更具体地，将聚乳酸供应至加热到温度为235℃的挤出机中。挤出机的吞吐量为0.4克每孔每分钟（在16孔每英寸的喷嘴组件上）。通过喷嘴组件挤出的熔体形成连续纤维，随后在25℃下使用鼓风机提供的压缩空气对所述连续纤维进行淬火。然后将连续纤维通过纤维拉伸装置拉伸并送到速度为2000米每分钟（“mpm”）的导丝辊上。得到的拉伸比为1549。在2000mpm下收集纤维以提供15微米的目标纤维。然后将纤维拉伸到速度为3000米每分钟（“mpm”）的导丝辊上。得到的拉伸比为2324。

实施例2

展示了由97重量%的聚乳酸（PLA6201D,

）和3重量%的聚环氧化物改性剂的共混物来形成纤维的能力。聚环氧化物改性剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（Sigma-Aldrich Co.），其熔体流动速率为6克每10分钟（190℃，2160g），其中，甲基丙烯酸缩水甘油酯的含量为8重量%，丙烯酸甲酯的含量为25重量%，并且乙烯含量为67重量%。将聚合物进料至Thermo Prism^TMUSALAB 16双螺杆挤出机（Thermo Electron Corp.,Stone,England）。挤出机的熔融温度为195℃。挤出机具有11个区域，从料斗到口模连续编号0-10。将聚乳酸树脂和聚环氧化物改性剂干拌混合，然后将其以每小时3磅的速率送到挤出机的送料口（未加热的，在挤出机的1号区域之前）。螺杆转速为200转每分钟（“rpm”）。用来挤出树脂的口模具有1个口模开口（直径为3毫米）。在形成时，将经挤出的树脂在风扇冷却传送带上冷却并且制成小球。接着将小球供应至加热到240℃的挤出机中。挤出机的吞吐量为0.40克每孔每分钟（在16孔每英寸的喷嘴组件上）。通过喷嘴组件挤出的熔体形成连续纤维，随后在25℃下使用鼓风机提供的压缩空气对所述连续纤维进行淬火。然后将连续纤维拉伸到速度为2000米每分钟（“mpm”）的导丝辊上。得到的拉伸比为1549。

实施例3

由95重量%的聚乳酸（PLA6201D,

）和5重量%的乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（Sigma-Aldrich Co.）共混物按照实施例2所描述的方法来形成纤维。将连续纤维拉伸到速度为2000米每分钟（“mpm”）的导丝辊上。得到的拉伸比为1549。还将纤维拉伸到速度为3000米每分钟（“mpm”）的导丝辊上。得到的拉伸比为2324。

实施例4

由90重量%的聚乳酸（PLA6201D,）和10重量%的乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（Sigma-Aldrich Co.）的共混物按照实施例2所描述的方法来形成纤维。除了纤维在215℃下挤出，拉伸到速度为500米每分钟（“mpm”）的导丝辊上且得到的拉伸比为387之外。在纤维形成之前，用透射电子显微镜（“TEM”）来观察共混物。图2显示了共混物放大10000倍之后的图像。如图所示，暗的区域证明了共混物包含许多小的域。

实施例5

由85重量%的聚乳酸（PLA6201D,

）和15重量%的乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（Sigma-Aldrich Co.）的共混物按照实施例2所描述的方法来形成小球。所得的小球体不经纺纤。

实施例6

由90重量%的聚乳酸（PLA6201D,

）和10重量%的聚环氧化物改性剂的共混物来形成纤维。聚环氧化物改性剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（

AX8950，Arkema）。其熔体流动速率为70-100克每10分钟（190℃，2160g），其中，甲基丙烯酸缩水甘油酯的含量为7-11重量%，丙烯酸甲酯的含量为13-17重量%，乙烯的含量为72-80重量%。与实施例2采用相同的方法，除了纤维在210℃下挤出，拉伸到速度为800米每分钟（“mpm”）的导丝辊上，且得到的拉伸比为620之外。

实施例7

由90重量%的聚乳酸（PLA6201D,

）和10重量%的乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（Sigma-Aldrich Co.）的共混物按照实施例2所描述的方法来形成小球。除了聚合物在235℃的熔体温度下进行共混。得到的小球不经纺纤。

根据实施例1-4以及6的方法来制备10个样品，然后进行了韧度和伸长率的测试。其结果（平均值）显示如下。

表1：实施例1-4和6的纤维性能

实施例8

展示了由88.7重量%的聚乳酸（PLA6201D,），1.5重量%的聚环氧化物改性剂和9.8重量%的增韧添加剂的共混物来形成纤维的能力。聚环氧化物改性剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（

AX8950，Arkema）。增韧添加剂为聚烯烃共聚物/弹性体Vistamaxx^TM2120（Exxonmobil），其熔体流动速率为29克每10分钟（190℃，2160g），密度为0.866g/cm³。将聚合物进料至由Werner andPfleiderer Corporation of Ramsey,New Jersey制造的共旋转双螺杆挤出机（ZSK-30，直径30毫米，长度1328毫米）中进行复合。挤出机具有14个区域，从料斗到口模连续编号1-14。第一个桶#1通过重力送料器以总吞吐量为15磅每小时的速率接收树脂。用来挤出树脂的口模具有3个口模开口（直径为6毫米），每个开口之间有4毫米的间隔。在形成时，将经挤出的树脂在风扇冷却传送带上冷却并且通过Conair制球机制成小球。螺杆转速为100转每分钟（“rpm”）。接着将小球供应至加热到220℃的挤出机中。挤出机的吞吐量为0.40克每孔每分钟（在16孔每英寸的喷嘴组件上）。通过喷嘴组件挤出的熔体形成连续纤维，随后在25℃下使用鼓风机提供的压缩空气对所述连续纤维进行淬火。然后将连续纤维拉伸到速度为1000米每分钟（“mpm”）的导丝辊上。得到的拉伸比为775。

实施例9

按照实施例8所描述的方法来形成纤维，除了纤维在240℃的温度下挤出且导丝辊的拉伸速度为1000米每分钟（“mpm”）之外。得到的拉伸比为775。

实施例10

按照实施例8所描述的方法来形成纤维，除了所用增韧添加剂为Escorene^TM Ultra7720（Exxonmobil）并且且导丝辊的拉伸速度为700米每分钟（“mpm”）之外，所述添加剂为乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）树脂，其熔体流动速率为150克每10分钟，密度为0.946g/cm³。得到的拉伸比为542。

实施例11

按照实施例10所描述的方法来形成纤维，除了纤维在240℃的温度下挤出并且导丝辊的拉伸速度为1000米每分钟（“mpm”）之外。得到的拉伸比为775。

实施例12

按照实施例10所描述的方法来形成纤维，除了纤维在230℃的温度下挤出之外。

实施例13

按照实施例10所描述的方法来形成纤维，除了将聚合物在235℃的温度下共混，将纤维在235℃的温度下挤出以及导丝辊的拉伸速度为3000米每分钟（“mpm”）之外。得到的拉伸比为2324。

根据实施例8-13的方法来制备十个（10）样品，然后进行了韧度和伸长率的测试。其结果（平均值）显示如下。

表2：实施例8-13的纤维性能

实施例14

展示了由89.6重量%的聚乳酸（PLA6201D,

），0.5重量%的聚环氧化物改性剂和9.9重量%的增韧添加剂的共混物形成纤维的能力。聚环氧化物改性剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（

AX8950，Arkema），增韧添加剂为Vistamaxx^TM2120（Exxonmobil）。将聚合物进料至由Werner and Pfleiderer Corporation ofRamsey,New Jersey制造的共旋转双螺杆挤出机（ZSK-30，直径30毫米，长度1328毫米）中进行复合。挤出机具有14个区域，从料斗到口模连续编号1-14。第一个桶#1通过重力送料器以总吞吐量为15磅每小时的速率接收树脂。用来挤出树脂的口模具有3个口模开口（直径为6毫米），每个开口之间有4毫米的间隔。在形成时，将经挤出的树脂在风扇冷却传送带上冷却并且通过Conair制球机制成小球。螺杆转速为100转每分钟（“rpm”）。接着将小球供应至加热到220℃的挤出机中。挤出机的吞吐量为0.40克每孔每分钟（在16孔每英寸的喷嘴组件上）。通过喷嘴组件挤出的熔体形成连续纤维，随后在25℃下使用鼓风机提供的压缩空气对所述连续纤维进行淬火。然后将连续纤维拉伸到速度为500米每分钟（“mpm”）的导丝辊上。得到的拉伸比为387。纤维不能被收集。

实施例15

按照实施例14所描述的方法来形成纤维，除了纤维在225℃的温度下挤出并且导丝辊的速度为750mpm之外。纤维不能被收集。

实施例16

按照实施例14所描述的方法来形成纤维，除了纤维在230℃的温度下挤出并且导丝辊的速度为1500mpm之外。纤维不能被收集。

实施例17

按照实施例14所描述的方法来形成纤维，除了纤维在235℃的温度下挤出并且导丝辊的速度为2000mpm之外。以2000mpm的速度收集纤维并且以高达3000mpm的速度纺纤。

实施例18

按照实施例14所描述的方法来形成纤维，除了纤维在240℃的温度下挤出并且导丝辊的速度为2000mpm之外。以2000mpm的速度收集纤维并且以高达3000mpm的速度纺纤。

实施例19

按照实施例14所描述的方法来形成纤维，除了纤维在245℃的温度下挤出并且导丝辊的速度为2000mpm之外。以2000mpm的速度收集纤维并且以高达2800mpm的速度纺纤。

实施例20

按照实施例14所描述的方法来形成纤维，除了纤维在250℃的温度下挤出之外并且导丝辊的速度为2000mpm之外。以2000mpm的速度收集纤维并且以高达2900mpm的速度纺纤。

根据实施例17-20的方法来制备十个（10）样品，然后进行了韧度和伸长率的测试。其结果（平均值）显示如下。

表3：实施例17-20的纤维性能

实施例21

展示了由88.7重量%的聚乳酸（PLA6201D,），1.5重量%的聚环氧化物改性剂和9.8重量%的增韧添加剂的共混物来形成纤维的能力。聚环氧化物改性剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（AX8950，Arkema），增韧添加剂为Vistamaxx^TM2120（Exxonmobil）。将聚合物进料至由Werner and Pfleiderer Corporation ofRamsey,New Jersey制造的共旋转双螺杆挤出机（ZSK-30，直径30毫米，长度1328毫米）中进行复合。挤出机具有14个区域，从料斗到口模连续编号1-14。第一个桶#1通过重力送料器以总吞吐量为15磅每小时的速率接收树脂。用来挤出树脂的口模具有3个模头开口（直径为6毫米），每个开口之间有4毫米的间隔。在形成时，将经挤出的树脂在风扇冷却传送带上冷却，然后通过Conair制球机制成小球。螺杆转速为100转每分钟（“rpm”）。接着将小球供应至加热到220℃的挤出机中。挤出机的吞吐量为0.40克每孔每分钟（在16孔每英寸的喷嘴组件上）。通过喷嘴组件挤出的熔体形成连续纤维，随后在25℃下使用鼓风机提供的压缩空气对连续纤维进行淬火。然后将连续纤维拉伸到速度为500米每分钟（“mpm”）的导丝辊上，由此得到的拉伸比为387。纤维不能被收集。

实施例22

按照实施例21所描述的方法来形成纤维，除了纤维在225℃的温度下挤出并且导丝辊的速度为1200mpm之外。纤维不能被收集。

实施例23

按照实施例21所描述的方法来形成纤维，除了纤维在230℃的温度下挤出并且导丝辊的速度为2000mpm之外。以2000mpm的速度收集纤维并且以高达2400mpm的速度纺纤。

实施例24

按照实施例21所描述的方法来形成纤维，除了纤维在235℃的温度下挤出并且导丝辊的速度为2000mpm之外。以2000mpm的速度收集纤维并且以高达3000mpm的速度纺纤。

实施例25

按照实施例21所描述的方法来形成纤维，除了纤维在240℃的温度下挤出并且导丝辊的速度为2000mpm之外。以2000mpm的速度收集纤维并且以高达3000mpm的速度纺纤。

实施例26

按照实施例21所描述的方法来形成纤维，除了纤维在245℃的温度下挤出并且导丝辊的速度为2000mpm之外。以2000mpm的速度收集纤维并且以高达3000mpm的速度纺纤。

实施例27

按照实施例21所描述的方法来形成纤维，除了纤维在250℃的温度下挤出并且导丝辊的速度为2000mpm之外。以2000mpm的速度收集纤维并且以高达2800mpm的速度纺纤。

根据实施例23-27的方法来制备十个（10）样品，然后进行了韧度和伸长率的测试。其结果（平均值）显示如下。

表4：实施例23-27的纤维性能

实施例28

展示了由87.8重量%的聚乳酸（PLA6201D,

），2.4重量%的聚环氧化物改性剂和9.8重量%的增韧添加剂的共混物来形成纤维的能力。聚环氧化物改性剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（

AX8950，Arkema）。增韧添加剂为Vistamaxx^TM2120（Exxonmobil）。将聚合物进料至由Werner and Pfleiderer Corporation ofRamsey,New Jersey制造的共旋转双螺杆挤出机（ZSK-30，直径30毫米，长度1328毫米）中进行复合。挤出机具有14个区域，从料斗到口模连续编号1-14。第一个桶#1通过重力送料器以总吞吐量为15磅每小时的速率接收树脂。用来挤出树脂的口模具有3个口模开口（直径为6毫米），每个开口之间有4毫米的间隔。在形成时，将经挤出的树脂在风扇冷却传送带上冷却并且通过Conair制球机制成小球。螺杆转速为100转每分钟（“rpm”）。接着将小球供应至加热到220℃的挤出机中。挤出机的吞吐量为0.40克每孔每分钟（在16孔每英寸的喷嘴组件上）。通过喷嘴组件挤出的熔体形成连续纤维，随后在25℃下使用鼓风机提供的压缩空气对所述连续纤维进行淬火。然后将连续纤维拉伸到速度为1300米每分钟（“mpm”）的导丝辊上。得到的拉伸比为387。纤维不能被收集。

实施例29

按照实施例28所描述的方法来形成纤维，除了纤维在225℃的温度下挤出并且导丝辊的速度为1500mpm之外。纤维不能被收集。

实施例30

按照实施例28所描述的方法来形成纤维，除了纤维在230℃的温度下挤出并且导丝辊的速度为2000mpm之外。以2000mpm的速度收集纤维并且以高达3000mpm的速度纺纤。

实施例31

按照实施例28所描述的方法来形成纤维，除了纤维在235℃的温度下挤出并且导丝辊的速度为2000mpm之外。以2000mpm的速度收集纤维并且以高达2900mpm的速度纺纤。

实施例32

按照实施例28所描述的方法来形成纤维，除了纤维在240℃的温度下挤出并且导丝辊的速度为2000mpm之外。以2000mpm的速度收集纤维并且以高达3000mpm的速度纺纤。

实施例33

按照实施例28所描述的方法来形成纤维，除了纤维在245℃的温度下挤出并且导丝辊的速度为2000mpm之外。以2000mpm的速度收集纤维并且以高达3000mpm的速度纺纤。

实施例34

按照实施例28所描述的方法来形成纤维，除了纤维在250℃的温度下挤出并且导丝辊的速度为2000mpm之外。以2000mpm的速度收集纤维并且以高达2800mpm的速度纺纤。

根据实施例30-34的方法来制备十个（10）样品，然后进行了韧度和伸长率的测试。其结果（平均值）显示如下。

表5：实施例30-34的纤维性能

实施例35

展示了由88.7重量%的聚乳酸（PLA6201D,

），1.5重量%的聚环氧化物改性剂和9.8重量%的增韧添加剂的共混物来形成纤维的能力。聚环氧化物改性剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（

AX8950，Arkema）。增韧添加剂为Vistamaxx^TM2120（Exxonmobil）。将聚合物进料至由Werner and Pfleiderer Corporation ofRamsey,New Jersey制造的共旋转双螺杆挤出机（ZSK-30，直径30毫米，长度1328毫米）中进行复合。挤出机具有14个区域，从料斗到口模连续编号1-14。第一个桶#1通过重力送料器以总吞吐量为15磅每小时的速率接收树脂。用来挤出树脂的口模具有3个口模开口（直径为6毫米），每个开口之间有4毫米的间隔。在形成时，将经挤出的树脂在风扇冷却传送带上冷却并且通过Conair制球机制成小球。螺杆转速为200转每分钟（“rpm”）。接着将小球供应至加热到220℃的挤出机中。挤出机的吞吐量为0.40克每孔每分钟（在16孔每英寸的喷嘴组件上）。通过喷嘴组件挤出的熔体形成连续纤维，随后在25℃下使用鼓风机提供的压缩空气对所述连续纤维进行淬火。然后将连续纤维拉伸到速度为2000米每分钟（“mpm”）的导丝辊上，由此得到的拉伸比为1547。纤维被收集后将导丝辊的速度提升到3000mpm。

实施例36

按照实施例35所描述的方法来形成纤维，除了纤维在230℃的温度下挤出并且导丝辊的速度为2000mpm之外。以2000mpm的速度收集纤维并且以高达3000mpm的速度纺纤。

实施例37

按照实施例35所描述的方法来形成纤维，除了纤维在235℃的温度下挤出并且导丝辊的速度为2000mpm之外。以2000mpm的速度收集纤维并且以高达3000mpm的速度纺纤。

实施例38

按照实施例35所描述的方法来形成纤维，除了纤维在240℃的温度下挤出并且导丝辊的速度为2000mpm之外。以2000mpm的速度收集纤维并且以高达3000mpm的速度纺纤。

实施例39

按照实施例35所描述的方法来形成纤维，除了纤维在245℃的温度下挤出并且导丝辊的速度为2000mpm之外。

实施例40

按照实施例35所描述的方法来形成纤维，除了纤维在250℃的温度下挤出并且导丝辊的速度为2000mpm之外。以2000mpm的速度收集纤维并且以高达3000mpm的速度纺纤。

实施例41

按照实施例35所描述的方法来形成纤维，除了纤维在255℃的温度下挤出并且导丝辊的速度为2000mpm之外。以2000mpm的速度收集纤维并且以高达3000mpm的速度纺纤。

根据实施例35-41的方法来制备十个（10）样品，然后进行了韧度和伸长率的测试。其结果（平均值）显示如下。

表6：实施例35-41的纤维性能

实施例42

由88.7重量%的聚乳酸（PLA6201D,

），9.8重量%的增韧添加剂以及1.5重量%的聚环氧化物改性剂的共混物来形成纤维。聚环氧化物改性剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（

AX8950，Arkema）。增韧添加剂为聚丙烯均聚物PP3155（Exxonmobil）。将聚合物进料至由Werner and Pfleiderer Corporation ofRamsey,New Jersey制造的共旋转双螺杆挤出机（ZSK-30，直径30毫米，长度1328毫米）中进行复合。挤出机具有14个区域，从料斗到口模连续编号1-14。第一个桶#1通过重力送料器以总吞吐量为15磅每小时的速率接收树脂。用来挤出树脂的口模具有3个口模开口（直径为6毫米），每个开口之间有4毫米的间隔。在形成时，将经挤出的树脂在风扇冷却传送带上冷却并通过Conair制球机制成小球。螺杆转速为100转每分钟（“rpm”）。接着将小球供应至加热到230℃的挤出机中。挤出机的吞吐量为0.40克每孔每分钟（在16孔每英寸的喷嘴组件上）。通过喷嘴组件挤出的熔体形成连续纤维，随后在25℃下使用鼓风机提供的压缩空气对所述连续纤维进行淬火。然后将连续纤维拉伸到速度为2000米每分钟（“mpm”）的导丝辊上。以2000mpm的速度收集纤维并且以高达3000mpm的速度纺纤。

实施例43

按照实施例42所描述的方法来形成纤维，除了纤维在235℃的温度下挤出并且导丝辊的速度为2000mpm之外。以2000mpm的速度收集纤维并且以高达3000mpm的速度纺纤。

实施例44

按照实施例42所描述的方法来形成纤维，除了纤维在240℃的温度下挤出并且导丝辊的速度为2000mpm之外，以2000mpm的速度收集纤维并且以高达3000mpm的速度纺纤。

根据实施例42-44的方法来制备10个样品，然后进行了韧度和伸长率的测试。其结果（平均值）显示如下。

表7：实施例42-44的纤维性能

实施例45

展示了由89.25重量%的聚乳酸（PLA6201D,），0.75重量%的聚环氧化物改性剂和10重量%的增韧添加剂的共混物来形成纤维的能力。聚环氧化物改性剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（AX8900，Arkema）。增韧添加剂为聚丙烯均聚物PP3155（Exxonmobil）。将聚合物进料至由Werner and Pfleiderer Corporation ofRamsey,New Jersey制造的共旋转双螺杆挤出机（ZSK-30，直径30毫米，长度1328毫米）中进行复合。挤出机具有14个区域，从料斗到口模连续编号1-14。第一个桶#1通过重力送料器以总吞吐量为15磅每小时的速率接收树脂。用来挤出树脂的口模具有3个口模开口（直径为6毫米），每个开口之间有4毫米的间隔。在形成时，将经挤出的树脂在风扇冷却传送带上冷却并且通过Conair制球机制成小球。螺杆转速为200转每分钟（“rpm”）。在形成时，将经挤出的树脂在风扇冷却传送带上冷却并且形成小球。接着将小球供应至加热到240℃的挤出机中。挤出机的吞吐量为0.40克每孔每分钟（在16孔每英寸的喷嘴组件上）。通过喷嘴组件挤出的熔体形成连续纤维，随后在25℃下使用鼓风机提供的压缩空气对所述连续纤维进行淬火。然后将连续纤维拉伸到速度为2000米每分钟（“mpm”）的导丝辊上。得到的拉伸比为1547。纤维被收集后将导丝辊的速度提升到3000mpm。然后，将挤压机的吞吐量降低至0.28克每孔每分钟并且将纤维拉伸到速度为3000mpm的导丝辊上。得到的拉伸比为3320。

实施例46

按照实施例45所描述的方法来形成纤维，除了纤维在245℃的温度下挤出并且导丝辊的速度为2000mpm之外。纤维不能被收集。

实施例47

按照实施例45所描述的方法来形成纤维，除了纤维在250℃的温度下挤出并且导丝辊的速度为2000mpm之外。纤维不能被收集。

实施例48

按照实施例45所描述的方法来形成纤维，除了Lotader^TM AX8900的浓度为0.5%以及导丝辊的速度为2000mpm之外。以0.16克每孔每分钟的吞吐量，以2000mpm的速度收集纤维并且以高达3000mpm的速度纺纤。得到的拉伸比为5810。

实施例49

按照实施例45所描述的方法来形成纤维，除了聚丙烯的浓度为2.5%以及导丝辊的速度为2000mpm之外。以0.24克每孔每分钟的吞吐量，以2000mpm的速度收集纤维并且以高达3000mpm的速度纺纤。得到的拉伸比为3873。在纤维形成之前，还使用透射电子显微镜（“TEM”）来观察共混物。图3为共混物放大10000倍之后的图像。如图所示，较小的暗区域证明了共混物包含许多

AX8900的纳米尺寸的域，较大的暗区域证明了共混物包含许多聚丙烯的微米尺寸的域。

实施例50

按照实施例45所描述的方法来形成纤维，除了聚环氧化物改性剂为CESA^TM Extend8478（Clariant Corporation，10%BASF，Joncryl^TM ADR4368let down in Natureworks PLA6201D）且CESA的浓度为0.5重量%以及导丝辊的速度为2000mpm之外。得到的拉伸比为1549。纤维不能被收集。

在纤维形成之前，还使用透射电子显微镜来观察共混物。图4为共混物放大10000倍之后的图像。如图所示，暗的区域证明了共混物包含许多大的域。根据实施例45、48和49的方法来制备十个（10）纤维样品，然后进行了韧度和伸长率的测试。其结果（平均值）显示如下。

表8：实施例45和48-49的纤维性能

实施例51

由98.5重量%的聚乳酸（PLA6201D,）和1.5重量%的聚环氧化物改性剂的共混物来形成纤维的能力。聚环氧化物改性剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（

AX8900，Arkema）。将聚合物进料至由Werner and Pfleiderer Corporation of Ramsey,New Jersey制造的共旋转双螺杆挤出机（ZSK-30，直径30毫米，长度1328毫米）中进行复合。挤出机具有14个区域，从料斗到口模连续编号1-14。第一个桶#1通过重力送料器以总吞吐量为15磅每小时的速率接收树脂。用来挤出树脂的口模具有3个口模开口（直径为6毫米），每个开口之间有4毫米的间隔。在形成时，将经挤出的树脂在风扇冷却传送带上冷却并且通过Conair制球机制成小球。螺杆转速为200转每分钟（“rpm”）。在形成时，将经挤出的树脂在风扇冷却传送带上冷却并且形成小球。接着将小球供应至加热到240℃的挤出机中。挤出机的吞吐量为0.40克每孔每分钟（在16孔每英寸的喷嘴组件上）。通过喷嘴组件挤出的熔体形成连续纤维，随后在25℃下使用鼓风机提供的压缩空气对所述连续纤维进行淬火。然后将连续纤维拉伸到速度为2000米每分钟（“mpm”）的导丝辊上。得到的拉伸比为1547。虽然纤维不能被收集，但是将导丝辊的速度提升到3000mpm。将挤压机的吞吐量降低到0.28克每孔每分钟并且将纤维拉伸到速度为3000mpm的导丝辊上。得到的拉伸比为3320。

在纤维形成之前，还使用透射电子显微镜（“TEM”）来观察共混物。图5显示了共混物放大10000倍之后的图像。如图所示，较小的暗区证明了共混物包含许多

AX8900的纳米尺寸的域。

实施例52

按照实施例51所描述的方法来形成纤维，除了

AX8900的浓度为0.5%以及导丝辊的速度为2000mpm之外。以0.16克每孔每分钟的吞吐量，以2000mpm的速度收集纤维并且以高达3000mpm的速度纺纤。得到的拉伸比为5810。根据实施例52的方法来制备十个（10）样品，然后进行了韧度和伸长率的测试。其结果（平均值）显示如下。

表9：实施例52的纤维性能

实施例53

由88.7重量%的聚乳酸（PLA 6201D,

），9.8重量%的PP 3155（Exxon-mobil）以及1.5重量%的聚环氧化物改性剂的共混物形成的纤维来制备纺粘纤网的能力。聚环氧化物改性剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（

AX8950，Arkema）。将聚合物投料至共旋转交叉式双螺杆挤出机（64毫米，长度2240毫米）。挤出机具有8个区域，从料斗到口模连续编号1-8。第一个桶#1通过重力送料器以总吞吐量为550磅每小时的速率接收树脂。用来挤出树脂的口模具有24个口模开口（直径为3毫米）。在形成时，挤出的树脂在水下冷却并且通过GalaUnterwater制球机制成小球。螺杆转速为350转每分钟（“rpm”）。接着将小球供应至加热到240℃的挤出机中。挤出机的吞吐量为0.7克每孔每分钟（开口0.6mm，在100孔每英寸的喷嘴组件上）。通过喷嘴组件挤出的熔体形成连续纤维，随后在25℃下使用鼓风机提供的压缩空气对所述连续纤维进行淬火。使用纤维拉伸装置对所得的连续纤维进行机械拉伸，然后沉积到拉伸速度为4600米每分钟的移动成形线上，得到的拉伸比为2025。接着使用加热的砑光辊(calendar roll)对纤维进行热粘合以形成连续的纺粘纤网。将得到的纤网用卷线机收集然后进行评价。

实施例54

按照实施例53所描述的方法来形成纺粘纤网，除了聚合物共混物是由92重量%聚乳酸（PLA6201D,

）、2重量% Pluriol WI-285（BASF）、2.7重量% Carbowax 8000（Dow）和3.3重量% FusabondMD-353D（Dupont）所组成的增塑PLA并且拉伸速度为3200mpm且得到的拉伸比为1410之外。将得到的纤网用卷线机收集然后进行评价。

实施例55

按照实施例53所描述的方法来形成纺粘纤网，除了聚合物为未经共混的100重量%聚乳酸（PLA6201D,）并且拉伸速度为3400mpm（开口0.35毫米，在100孔每英寸的组件上）且得到拉伸比为509之外。将得到的纤网用卷线机收集然后进行评价。

根据实施例53-55的方法来制备十个（10）样品，然后对纤网的纵向（MD）和横向（CD）进行了拉伸强度和伸长率的测试，其结果（平均值）5显示如下。将拉伸强度归一化至基准重量来说明基准重量的差异。

表10：实施例53-55的纤维性能

尽管本发明已经详细描述了关于其具体的实施方案，但是要理解的是，所属领域的技术人员在获得上述理解后，可以轻易地想到这些实施方案的改变、变化以及这些实施方案的等同方式。因此，本发明的范围应当以附加的权利要求及其任何等同方式来评价。

Claims

1.一种形成聚乳酸纤维的方法，所述方法包括：

将聚乳酸与聚环氧化物改性剂熔融共混以形成热塑性组合物，其中所述熔融共混在所述聚乳酸的熔点以上以及大约230℃以下的温度下进行，所述聚环氧化物改性剂具有大约7,500至250,000克每摩尔的数均分子量，其中基于所述聚乳酸的重量计，所述聚环氧化物改性剂的量为大约0.01重量%至大约10重量%；

然后，在大约230℃以上的温度下将所述热塑性组合物挤出以促进所述聚环氧化物改性剂与所述聚乳酸的反应；和

将经反应的组合物通过口模以形成纤维。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚环氧化物改性剂包括环氧官能的（甲基）丙烯酸单体组分，例如丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯或它们的组合。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述聚环氧化物改性剂为包括环氧官能的（甲基）丙烯酸单体组分和额外的单体组分的共聚物。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述额外的单体组分包括α-烯烃单体。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述共聚物还包括缺乏环氧基基团的（甲基）丙烯酸单体组分。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述聚环氧化物改性剂为乙烯-甲基丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物。

7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述聚环氧化物改性剂具有大约15,000至150,000克每摩尔的数均分子量。

8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述聚环氧化物改性剂具有大约200至大约10,000克每摩尔的环氧基当量。

9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述热塑性组合物还包括聚合的增韧添加剂。

10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述聚乳酸占所述热塑性组合物的大约70重量%或更多。

11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述熔融共混在大约180℃至大约220℃的温度下进行，并且所述热塑性组合物的挤出在大约235℃至大约300℃的温度下进行。

12.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述热塑性组合物具有大约55℃至大约65℃的玻璃化转变温度。

13.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述熔融共混的组合物包含许多分散在连续相中的分离域，并且所述分离域包含聚环氧化物改性剂，所述连续相含有聚乳酸。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述域具有大约10至大约1000纳米的尺寸。

15.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在熔融共混之前所述聚乳酸的水分含量为大约百万分之1至大约百万分之100，而在挤出之前所述热塑性组合物的水分含量为大约100至大约500ppm。

16.通过上述权利要求中任一项所述的方法形成的聚乳酸纤维。

17.一种具有大约5至大约25微米的平均直径的聚乳酸纤维，所述纤维包含通过将聚乳酸与聚环氧化物改性剂反应而形成的热塑性组合物，其中所述聚环氧化物改性剂包括含有环氧改性的（甲基）丙烯酸单体组分和烯烃单体组分的共聚物，其中所述纤维具有大约55℃至大约65℃的玻璃化转变温度，并且显示出大约50%或更大的峰值伸长率以及大约0.75至大约6克-力每但尼尔的韧度。

18.根据权利要求16或17所述的聚乳酸纤维，其中，所述纤维显示出大约100%至大约350%的峰值伸长率以及大约1.5至大约3.5克-力每但尼尔的韧度。

19.根据权利要求16至18中任一项所述的聚乳酸纤维，其中，所述热塑性组合物包括许多分散于连续相中的分离域，所述分离域包含聚环氧化物改性剂，所述连续相含有聚乳酸。

20.一种包含权利要求16至19中任一项所述的纤维的无纺纤网。