CN106917161A - 聚乳酸锦纶超细复合纤维及其制备方法 - Google Patents

聚乳酸锦纶超细复合纤维及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚乳酸锦纶超细复合纤维，按重量份数包括超细锦纶50‑60份、聚乳酸纤维40‑50份，以超细锦纶为芯线，在芯线外包覆聚乳酸纤维；超细锦纶包括85‑95份锦纶6切片、5‑7份活性炭和6‑10份纳米二氧化硅；聚乳酸纤维按质量份数包括聚乳酸100份、马来酸酐接枝相容剂5‑10份、过氧化苯甲酸叔丁酯1‑2份、柠檬酸5‑8份、叔丁醇10‑16份、氧化锌2‑6份、乙烯基聚二甲基硅烷2‑5份、亚磷酸盐0.2‑0.5份。本发明制得的复合纤维手感舒适、弹性好、可降解，且具有可降解性能，有一定的抗菌性。通过包覆将两者紧密在一起，使得复合纤维的强度高，不易断裂，而且整体制备方法简单可行。

Description

聚乳酸锦纶超细复合纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合纤维，特别是聚乳酸锦纶超细复合纤维。
背景技术
随着人们生活水平的提高，对纺织品的要求也越来越高，目前市面上的锦纶纤维存在手感粗糙、柔韧性差、透气性差、吸水性差、易起球等问题。随之市面上开始出现超细锦纶纤维，手感柔软、穿着舒服，但是市面上的超细锦纶纤维的质量不高，不易染色、等级低、次品率高、经济效益差。而另一方面，聚乳酸是以微生物发酵产物乳酸为单位化合而成的。聚乳酸制品废弃后能够彻底分解成二氧化碳和水，不会污染环境，因而是一种完全自然循环型的可降解材料。聚乳酸纤维的透气性较好、吸水性好、产品柔软，但在纤维领域，弹性性能上也有待提高。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种复合牢固、手感柔软、弹性好、可降解且具有一定抗菌性能的聚乳酸锦纶超细复合纤维，以及该复合纤维的制备方法。
为了实现上述目的，本发明所设计的聚乳酸锦纶超细复合纤维，按重量份数包括以下组分：超细锦纶50-60份、聚乳酸纤维40-50份，所述聚乳酸锦纶超细复合纤维是以超细锦纶为芯线，在芯线外包覆有聚乳酸纤维；其中，所述超细锦纶的组成按重量份数包括：85-95份锦纶6切片、5-7份活性炭和6-10份纳米二氧化硅，所述锦纶6切片的特性粘度为2.44-2.48；所述聚乳酸纤维按质量份数包括聚乳酸100份、马来酸酐接枝相容剂5-10份、过氧化苯甲酸叔丁酯1-2份、柠檬酸5-8份、叔丁醇10-16份、氧化锌2-6份、乙烯基聚二甲基硅烷2-5份、亚磷酸盐0.2-0.5份。
聚乳酸锦纶超细复合纤维的制备方法如下：
第一步：制备超细锦纶，将85-95份锦纶6切片、5-7份活性炭和6-10份纳米二氧化硅干燥后均匀混合，加入到螺杆挤压机中进行熔融挤压，将充分熔融的熔体通过专用熔体管道输送到纺丝箱体内，纺丝箱体温度为260-270℃，之后从喷丝头的喷孔中压出，丝束在温度为18-20℃、湿度为58-60%的侧风中进行冷却凝固成丝，最后得到的单丝纤度为0.5-0.55dtex；
第二步：制备聚乳酸纤维，将100份聚乳酸、5-10份马来酸酐接枝相容剂和1-2份过氧化苯甲酸叔丁酯放入反应器中，均匀混合，并持续搅拌，在200-220℃下反应2h，在缓慢搅拌下，再向反应器中加入5-8份柠檬酸、10-16份叔丁醇、2-6份氧化锌、2-5份乙烯基聚二甲基硅烷和0.2-0.5份亚磷酸盐，在220-240℃下熔融反应2h，反应后将产物通过专用熔体管道输送到纺丝箱体内，纺丝箱体温度为270℃；
第三步：制备聚乳酸锦纶超细复合纤维，通过包覆纺丝将40-50份上述纺丝箱体中的聚乳酸纤维包覆至50-60份超细锦纶上，并同样在温度为18-20℃、湿度为58-60%的侧风中进行冷却凝固，然后放入100℃水中30-45min，取出烘干，即可得到聚乳酸锦纶超细复合纤维。
其中，在超细锦纶制备中，采用的喷丝头的喷孔直径可取决最终得到锦纶单丝纤度。加入少量活性炭，可使得复合纤维起到一定除臭功能。
聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生。聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。应用于生产纤维中，聚乳酸的存在使得该纤维更具有可降解的性能。马来酸酐接枝相容剂通过引入强极性反应基团，使材料具有高的极性和反应性，是一种高分子界面偶联剂、相容剂、分散促进剂，并且，其还有一定的增韧、增强性能，可在一定程度上改善纯聚乳酸纤维的较脆弱的缺点，提升韧性。其中，过氧化苯甲酸叔丁酯作为一种引发剂，能够促进反应的进行，使得反应更为充分。为了使得制备的聚乳酸纤维具有一定的抗菌性能，在体系中加入了氧化锌，能够在一定程度上杀死病菌、细菌等有害微生物。
本发明得到的聚乳酸锦纶超细复合纤维，其技术效果是通过聚乳酸纤维和超细锦纶的复合，使得两者互补，凸出优点，改善缺点，使得制得的复合纤维手感舒适、弹性好、可降解，且具有可降解性能，有一定的抗菌性。通过包覆作用将两者紧密在一起，使得复合纤维的强度高，不易断裂，而且整体制备方法简单可行。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1：
本实施例提供的聚乳酸锦纶超细复合纤维，按重量份数包括以下组分：超细锦纶50份、聚乳酸纤维50份，所述聚乳酸锦纶超细复合纤维是以超细锦纶为芯线，在芯线外包覆有聚乳酸；其中，所述超细锦纶的组成按重量份数包括：90份锦纶6切片、6份活性炭和8份纳米二氧化硅，所述锦纶6切片的特性粘度为2.46；所述聚乳酸纤维按质量份数包括聚乳酸100份、马来酸酐接枝相容剂8份、过氧化苯甲酸叔丁酯2份、柠檬酸7份、叔丁醇15份、氧化锌5份、乙烯基聚二甲基硅烷3份、亚磷酸盐0.3份。
聚乳酸锦纶超细复合纤维的制备方法如下：
第一步：制备超细锦纶，将90份锦纶6切片、6份活性炭和8份纳米二氧化硅干燥后均匀混合，加入到螺杆挤压机中进行熔融挤压，将充分熔融的熔体通过专用熔体管道输送到纺丝箱体内，纺丝箱体温度为260℃，之后从喷丝头的喷孔中压出，丝束在温度为18℃、湿度为60%的侧风中进行冷却凝固成丝，最后得到的单丝纤度为0.52dtex；
第二步：制备聚乳酸纤维，将100份聚乳酸、8份马来酸酐接枝相容剂和2份过氧化苯甲酸叔丁酯放入反应器中，均匀混合，并持续搅拌，在210℃下反应2h，在缓慢搅拌下，再向反应器中加入7份柠檬酸、15份叔丁醇、5份氧化锌、3份乙烯基聚二甲基硅烷和0.3份亚磷酸盐，在230℃下熔融反应2h，反应后将产物通过专用熔体管道输送到纺丝箱体内，纺丝箱体温度为270℃；
第三步：制备聚乳酸锦纶超细复合纤维，通过包覆纺丝将50份上述纺丝箱体中的聚乳酸纤维包覆至50份超细锦纶上，并同样在温度为18℃、湿度为60%的侧风中进行冷却凝固，然后放入100℃水中45min，取出烘干，即可得到聚乳酸锦纶超细复合纤维。
对制得的聚乳酸锦纶超细复合纤维进行检测，断裂强度为4.79cN/dtex，断裂强度变异系数为2.57%；100%伸长下恢复率为94.9%；抑菌圈试验结果表明，本实施例所得的聚乳酸锦纶超细复合纤维对大肠埃希氏菌和金黄色葡萄球菌的抑制率达99.97%。
实施例2：
本实施例所提供的聚乳酸锦纶超细复合纤维，原料和制备方法大致和实施例1相同，其主要区别在于超细锦纶和聚乳酸的质量份数不同，本实施例中：超细锦纶55份、聚乳酸45份。
对制得的聚乳酸锦纶超细复合纤维进行检测，断裂强度为4.82cN/dtex，断裂强度变异系数为2.52%；100%伸长下恢复率为95.2%；抑菌圈试验结果表明，本实施例所得的聚乳酸锦纶超细复合纤维对大肠埃希氏菌和金黄色葡萄球菌的抑制率达99.97%。
实施例3：
本实施例所提供的聚乳酸锦纶超细复合纤维，原料和制备方法大致和实施例1相同，其主要区别在于超细锦纶和聚乳酸的质量份数不同，本实施例中：超细锦纶60份、聚乳酸40份。
对制得的聚乳酸锦纶超细复合纤维进行检测，断裂强度为4.85cN/dtex，断裂强度变异系数为2.47%；100%伸长下恢复率为95.7%；抑菌圈试验结果表明，本实施例所得供的聚乳酸锦纶超细复合纤维对大肠埃希氏菌和金黄色葡萄球菌的抑制率达99.97%。

Claims (2)

1.一种聚乳酸锦纶超细复合纤维，其特征在于：按重量份数包括以下组分：超细锦纶50-60份、聚乳酸纤维40-50份，所述聚乳酸锦纶超细复合纤维是以超细锦纶为芯线，在芯线外包覆有聚乳酸纤维；其中，所述超细锦纶的组成按重量份数包括：85-95份锦纶6切片、5-7份活性炭和6-10份纳米二氧化硅，所述锦纶6切片的特性粘度为2.44-2.48；所述聚乳酸纤维按质量份数包括聚乳酸100份、马来酸酐接枝相容剂5-10份、过氧化苯甲酸叔丁酯1-2份、柠檬酸5-8份、叔丁醇10-16份、氧化锌2-6份、乙烯基聚二甲基硅烷2-5份、亚磷酸盐0.2-0.5份。
2.根据权利要求1所述的聚乳酸锦纶超细复合纤维的制备方法，其特征在于：
第一步：制备超细锦纶，将85-95份锦纶6切片、5-7份活性炭和6-10份纳米二氧化硅干燥后均匀混合，加入到螺杆挤压机中进行熔融挤压，将充分熔融的熔体通过专用熔体管道输送到纺丝箱体内，纺丝箱体温度为260-270℃，之后从喷丝头的喷孔中压出，丝束在温度为18-20℃、湿度为58-60%的侧风中进行冷却凝固成丝，最后得到的单丝纤度为0.5-0.55dtex；
第二步：制备聚乳酸纤维，将100份聚乳酸、5-10份马来酸酐接枝相容剂和1-2份过氧化苯甲酸叔丁酯放入反应器中，均匀混合，并持续搅拌，在200-220℃下反应2h，在缓慢搅拌下，再向反应器中加入5-8份柠檬酸、10-16份叔丁醇、2-6份氧化锌、2-5份乙烯基聚二甲基硅烷和0.2-0.5份亚磷酸盐，在220-240℃下熔融反应2h，反应后将产物通过专用熔体管道输送到纺丝箱体内，纺丝箱体温度为270℃；
第三步：制备聚乳酸锦纶超细复合纤维，通过包覆纺丝将40-50份上述纺丝箱体中的聚乳酸纤维包覆至50-60份超细锦纶上，并同样在温度为18-20℃、湿度为58-60%的侧风中进行冷却凝固，然后放入100℃水中30-45min，取出烘干，即可得到聚乳酸锦纶超细复合纤维。
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