CN105239208A - 一种高强度易上染改性聚乳酸纤维 - Google Patents
一种高强度易上染改性聚乳酸纤维 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种新型高强度易上染改性聚乳酸纤维，其通过如下方法制备得到：将多种原料加入高速混合机中，高速分散后得到改性聚乳酸混合物；将均匀混合的改性聚乳酸混合物通过双螺杆挤出机熔融共混、挤出制得改性聚乳酸母粒，并真空干燥；将改性聚乳酸功能母粒切片和真空干燥普通聚乳酸切片投入到高速混合机中混合均匀，混合物在熔融纺丝机上经圆形喷丝孔纺丝得改性聚乳酸纤维，然后进行微生物改性并严格控制发酵参数:将制得的改性聚乳酸纤维喷水润湿后，均匀喷洒复合菌液，恒温38℃下发酵38-43小时。
Description
技术领域
本发明涉及一种高强度易上染改性聚乳酸纤维，属于纺织材料领域。
背景技术
聚乳酸纤维(PLA)的生产原料乳酸是从玉米淀粉中制得，所以也将这种纤维称为玉米纤维，可以用甜菜或谷物等经葡萄糖发酵制成,以降低制备乳酸聚合体的成本。通过乳酸环化二聚物的化学聚合或乳酸的直接聚合可以得到高分子量的聚乳酸。以聚乳酸为原料得到的制品，具有良好的生物相容性和生物可吸收性，以及抑菌性、阻燃性，并且在可降解热塑性高分子材料中，PLA具有最好的抗热性。
随着国内外开发聚乳酸纤维的机构和企业的不断增多，聚乳酸纤维在纺织行业中的应用将越来越广泛。以聚乳酸为原料得到的制品，具有良好的生物相容性和生物可吸收性，及很好的生物降解性、吸水性、抑菌性、阻燃性等性能，但在湿、热环境下容易收缩、黏结，影响聚乳酸纤维的加工及应用。
现有技术已公开了多种改性聚乳酸纤维的方法，如中国专利申请201210096514.2公开了一种抗水解改性聚乳酸纤维的制备方法，包括：按重量份数将聚乳酸70～98.9份，低分子量聚酯1～30份，多功能聚碳化二亚胺0.1～5.0份混合，混合均匀后进行熔融共混造粒得母粒，将所得到的母粒经真空干燥后通过熔融纺丝、卷绕得到卷绕丝，最后进行牵伸，即得改性后的聚乳酸纤维。该发明的改性聚乳酸纤维具有优异的手感和柔软性，并能够实现低温染色，高温染色的上染率更高，由于抗水解性能好，可避免高温处理时力学性能变差的问题。但是由于交联型聚碳化二亚胺的加入，在纺丝工程中会产生少量刺激性气体对人体造成一定的伤害。
还有人将不同光学结构的PLA按照一定比例混合，发现在一定组分和比例下，有意想不到的效果。并对共混配方组分的研究，主要在于对加入的纤维素，其他组分，以及组分之间相容性之间进行考虑。还有专利文献发现在熔融纺丝采用异形喷丝孔能改善改性PLA纤维的吸湿导湿性，尤其是五角形异形喷丝板纺制五角形异形PLA纤维效果尤其好。但是这些技术都没有解决聚乳酸纤维不易上染的缺点，而且异形PLA纤维的可纺性会受到影响。
本发明旨在提供一种新型高强度易上染改性聚乳酸纤维。
发明内容
本发明针对现有技术中的缺点，本发明旨在提供一种新型高强度易上染改性聚乳酸纤维、其性能优异，尤其是具有高强度，易上染的特点。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种新型高强度易上染改性聚乳酸纤维，其通过如下方法制备得到：
（1）按下列重量份数配备原料，然后加入高速混合机中分散均匀得到改性聚乳酸混合原料：
PDLLA聚乳酸68-69份；
PLLA聚乳酸19-21份；
羟丙基淀粉1-1.5份；
二醋酸纤维素2-3份；
纳米蒙脱土粉末0.2份；
云母粉0.2-0.3份；
（2）将均匀混合的改性聚乳酸混合原料通过双螺杆挤出机熔融共混、挤出制得改性聚乳酸母粒，并真空干燥；
（3）将改性聚乳酸功能母粒切片20份和真空干燥普通聚乳酸切片80份投入到高速混合机中混合均匀，混合物在熔融纺丝机上经圆形喷丝孔纺丝得改性聚乳酸纤维；
所述纺丝温度为210-215℃，卷绕速度为1700-1800m/min；牵伸温度为80-82℃，牵伸倍数为2.8-3.2倍；
（4）微生物改性：
将乳酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌、将乳酸乳球菌按照数量比为1:0.2:0.1配制成复合菌剂；
将制得的改性聚乳酸纤维喷水润湿后，均匀喷洒复合菌液，恒温38℃下发酵38-43小时；
（5）烘干：80-90℃烘干纤维，可以同时达到灭活和干燥的目的。
对发酵的菌株比例，以及发酵时间和温度的控制至关重要，控制不同的菌株，发酵工艺，结果会有很大的不同，本发明人在大量的实验中发现了几种特别优良的发酵改性聚乳酸纤维的工艺，参见其他本发明的系列申请。
本发明的有益之处在于：
（1）本发明制得的改性聚乳酸纤维高强度，易上染。
（2）本发明制得的改性聚乳酸纤维原料简单，并且充分利用生物发酵技术，环保健康无残留，是一种全新的，具有创造性的工艺。
具体实施方式
实施例1：
一种新型高强度易上染改性聚乳酸纤维，其通过如下方法制备得到：
（1）按下列重量份数配备原料，然后加入高速混合机中分散均匀得到改性聚乳酸混合原料：
PDLLA聚乳酸68份；
PLLA聚乳酸21份；
羟丙基淀粉1份；
二醋酸纤维素3份；
纳米蒙脱土粉末0.2份；
云母粉0.2份；
（2）将均匀混合的改性聚乳酸混合原料通过双螺杆挤出机熔融共混、挤出制得改性聚乳酸母粒，并真空干燥；
（3）将改性聚乳酸功能母粒切片20份和真空干燥普通聚乳酸切片80份投入到高速混合机中混合均匀，混合物在熔融纺丝机上经圆形喷丝孔纺丝得改性聚乳酸纤维；
所述纺丝温度为215℃，卷绕速度为1700m/min；牵伸温度为82℃，牵伸倍数为2.8倍；
（4）微生物改性：
将乳酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌、将乳酸乳球菌按照数量比为1:0.2:0.1配制成复合菌剂；
将制得的改性聚乳酸纤维喷水润湿后，均匀喷洒复合菌液，恒温38℃下发酵43小时；
（5）烘干：80℃烘干纤维，可以同时达到灭活和干燥的目的。
实施例2：
一种新型高强度易上染改性聚乳酸纤维，其通过如下方法制备得到：
（1）按下列重量份数配备原料，然后加入高速混合机中分散均匀得到改性聚乳酸混合原料：
PDLLA聚乳酸69份；
PLLA聚乳酸19份；
羟丙基淀粉1.5份；
二醋酸纤维素2份；
纳米蒙脱土粉末0.2份；
云母粉0.3份；
（2）将均匀混合的改性聚乳酸混合原料通过双螺杆挤出机熔融共混、挤出制得改性聚乳酸母粒，并真空干燥；
（3）将改性聚乳酸功能母粒切片20份和真空干燥普通聚乳酸切片80份投入到高速混合机中混合均匀，混合物在熔融纺丝机上经圆形喷丝孔纺丝得改性聚乳酸纤维；
所述纺丝温度为210℃，卷绕速度为1800m/min；牵伸温度为80℃，牵伸倍数为3.2倍；
（4）微生物改性：
将乳酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌、将乳酸乳球菌按照数量比为1:0.2:0.1配制成复合菌剂；
将制得的改性聚乳酸纤维喷水润湿后，均匀喷洒复合菌液，恒温38℃下发酵38小时；
（5）烘干：90℃烘干纤维，可以同时达到灭活和干燥的目的。
实施例3：
一种新型高强度易上染改性聚乳酸纤维，其通过如下方法制备得到：
（1）按下列重量份数配备原料，然后加入高速混合机中分散均匀得到改性聚乳酸混合原料：
PDLLA聚乳酸68份；
PLLA聚乳酸20份；
羟丙基淀粉1.1份；
二醋酸纤维素3份；
纳米蒙脱土粉末0.2份；
云母粉0.2份；
（2）将均匀混合的改性聚乳酸混合原料通过双螺杆挤出机熔融共混、挤出制得改性聚乳酸母粒，并真空干燥；
（3）将改性聚乳酸功能母粒切片20份和真空干燥普通聚乳酸切片80份投入到高速混合机中混合均匀，混合物在熔融纺丝机上经圆形喷丝孔纺丝得改性聚乳酸纤维；
所述纺丝温度为214℃，卷绕速度为1750m/min；牵伸温度为81℃，牵伸倍数为2.9倍；
（4）微生物改性：
将乳酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌、将乳酸乳球菌按照数量比为1:0.2:0.1配制成复合菌剂；
将制得的改性聚乳酸纤维喷水润湿后，均匀喷洒复合菌液，恒温38℃下发酵42小时；
（5）烘干：85℃烘干纤维，可以同时达到灭活和干燥的目的。
实施例4：
一种新型高强度易上染改性聚乳酸纤维，其通过如下方法制备得到：
（1）按下列重量份数配备原料，然后加入高速混合机中分散均匀得到改性聚乳酸混合原料：
PDLLA聚乳酸69份；
PLLA聚乳酸21份；
羟丙基淀粉1.4份；
二醋酸纤维素2份；
纳米蒙脱土粉末0.2份；
云母粉0.3份；
（2）将均匀混合的改性聚乳酸混合原料通过双螺杆挤出机熔融共混、挤出制得改性聚乳酸母粒，并真空干燥；
（3）将改性聚乳酸功能母粒切片20份和真空干燥普通聚乳酸切片80份投入到高速混合机中混合均匀，混合物在熔融纺丝机上经圆形喷丝孔纺丝得改性聚乳酸纤维；
所述纺丝温度为211℃，卷绕速度为1723m/min；牵伸温度为82℃，牵伸倍数为3.1倍；
（4）微生物改性：
将乳酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌、将乳酸乳球菌按照数量比为1:0.2:0.1配制成复合菌剂；
将制得的改性聚乳酸纤维喷水润湿后，均匀喷洒复合菌液，恒温38℃下发酵39小时；
（5）烘干：81℃烘干纤维，可以同时达到灭活和干燥的目的。
实施例5：效果测评
对实施例1-4制备得到的改性聚乳酸纤维手感柔软，进一步进行性能的测试，结果如表1所示：
表1
| 断裂强度（cN/dTex） | 维卡软化点（摄氏度） | 回潮率 W（%） | 上染率（%） | 洗涤牢度（AATCC试验） | |
| 实施例1 | 5.6 | 146 | 2.4 | 85 | 5 |
| 实施例2 | 5.5 | 144 | 2.3 | 87 | 4 |
| 实施例3 | 5.3 | 149 | 1.9 | 83 | 4 |
| 实施例4 | 5.7 | 145 | 2.1 | 86 | 4 |
由此可见，本发明制得的改性聚乳酸纤维力学强度大，易上染，染色后耐色牢指标优秀，回潮率也有较大的提高。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种高强度易上染改性聚乳酸纤维的制备方法，其步骤如下：
（1）按下列重量份数配备原料，然后加入高速混合机中分散均匀得到改性聚乳酸混合原料：
PDLLA聚乳酸68-69份；
PLLA聚乳酸19-21份；
羟丙基淀粉1-1.5份；
二醋酸纤维素2-3份；
纳米蒙脱土粉末0.2份；
云母粉0.2-0.3份；
（2）将均匀混合的改性聚乳酸混合原料通过双螺杆挤出机熔融共混、挤出制得改性聚乳酸母粒，并真空干燥；
（3）将改性聚乳酸功能母粒切片20份和真空干燥普通聚乳酸切片80份投入到高速混合机中混合均匀，混合物在熔融纺丝机上经圆形喷丝孔纺丝得改性聚乳酸纤维；
（4）微生物改性：
将乳酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌、将乳酸乳球菌按照数量比为1:0.2:0.1配制成复合菌剂；
将制得的改性聚乳酸纤维喷水润湿后，均匀喷洒复合菌液，恒温38℃下发酵38-43小时；
（5）烘干：80-90℃烘干纤维，可以同时达到灭活和干燥的目的。
2.权利要求1所述的高强度易上染改性聚乳酸纤维的制备方法，其特征在于：
所述步骤（3）所述纺丝温度为210-215℃，卷绕速度为1700-1800m/min；牵伸温度为80-82℃，牵伸倍数为2.8-3.2倍。
3.权利要求1-2所述制备方法制备得到的高强度易上染改性聚乳酸纤维。
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