CN109306544A - 一种改性pla丝束及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种改性pla丝束及其制备方法，涉及pla丝束技术领域。所述改性pla丝束，包括以下质量组分的原料混制：聚乳酸60‑90份、壳聚糖3‑10份、阻燃剂3‑5份、无机/有机类物质1‑5份、淀粉1‑5份、竹纳米纤维素晶须1‑3份、成核剂1‑3份、润滑剂1‑3份、肉桂醛1‑2份、纳米活性炭0.5‑2份、甘油0.1‑1份、抗氧剂0.1‑0.5份；制备的pla丝束具有较好的力学强度和较高的延伸性，同时耐磨性、耐热性较好，便于在滤嘴棒上的应用。
Description
技术领域
本发明涉及pla丝束技术领域，具体的涉及一种改性pla丝束及其制备方法。
背景技术
自合成纤维出现以后，其发展速度非常快、用量特别巨大，但是它使用后的废弃物对环境造成了极大的威胁。从环保的观点出发，研究开发可生物降解的纤维原料已变得非常迫切。目前聚乳酸(pla) 的合成技术逐渐成熟，聚乳酸纤维俗称玉米纤维，是一种可完全生物降解新一代绿色环保型聚酯纤维。聚乳酸纤维以植物为原料，其制品废弃在土壤或海水中经微生物作用可分解成二氧化碳和水，且燃烧时不会散发毒气而造成环境污染，从原料到废物都可以再生利用，对环境完全没有危害，是一种可持续发展的绿色环保纤维。聚乳酸纤维充分体现了天然纤维和合成纤维的优点，同时克服了天然纤维和合成纤维的一些缺点，如它具有天然纤维的降解性、吸湿透气性和舒适性，又克服了天然纤维强度低、服装面料易起皱等缺点；它具有天生的阻燃性及不滋生细菌等许多优异的特性。由于聚乳酸纤维具有的这些优异的的综合性能，在纺织行业具有巨大的应用前景，近年来聚乳酸纤维的开发非常吸引业界人士的关注，被广泛应用于家纺、服装、无纺布、过滤材料、卫生用品、汽车内饰材料和家具包覆材料等方面。
聚乳酸纤维较低的成本、良好的可降解性及优良的化学稳定性，加之与醋酸纤维滤嘴在卷烟上有着近似的烟气和口感，是可行的滤嘴材料替代品之一，但是，聚乳酸纤维也存在缺陷，如其耐磨性差、力学强度不够高、耐热性差、延伸性不足等，限制了聚乳酸在滤嘴棒上的应用，同时制约了其发展。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种改性pla丝束及其制备方法，pla丝束具有较好的力学强度和较高的延伸性，同时耐磨性、耐热性较好，便于在滤嘴棒上的应用。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：
一种改性pla丝束，包括以下质量组分的原料混制：
聚乳酸60-90份；
壳聚糖3-10份；
阻燃剂3-5份；
无机/有机类物质1-5份；
淀粉1-5份；
竹纳米纤维素晶须1-3份；
成核剂1-3份；
润滑剂1-3份；
肉桂醛1-2份；
纳米活性炭0.5-2份；
甘油0.1-1份；
抗氧剂0.1-0.5份。
进一步的，所述无机/有机类物质为蒙脱土、碳纳米管、滑石粉、二氧化钛、二氧化硅、碳酸钙、乙烯-辛烯共聚物2、乙烯一醋酸乙烯共聚物、聚己内酯、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯、热塑性聚氨酯、超支化聚合物门和聚乙烯的一种或几种复合物。
进一步的，所述润滑剂为聚氧乙烯蜡、脂肪醇聚氧乙烯醚、乙撑双硬脂酸酰胺中一种或几种。
进一步的，所述成核剂为多酰胺聚乳酸；所述抗氧剂为三-(壬基苯基)亚磷酸酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、羟基季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中一种或几种。
进一步的，所述阻燃剂包括磷杂菲类化合物及其衍生物、自主设计合成的网络状环磷腈、新型芳香磷酸酯类、聚芳香磷酸酯类、三聚氰胺磷酸盐类化合物的一种或几种。
本发明的另一目的在于，提供一种一种改性pla丝束的制备方法，包括以下步骤：
按上述质量组分将聚乳酸切成薄膜片压纹再切成1-2mm丝片，同时与上述质量组分的聚乳酸、壳聚糖、阻燃剂、无机/有机类物质、淀粉、竹纳米纤维素晶须、成核剂、润滑剂、肉桂醛、纳米活性炭、甘油、抗氧剂混合并加入至高速混合机；
在高速混合机中高速分散30min，通过双螺杆挤出机熔融共混、挤出得到改性pla丝束母粒切成丝片，经真空干燥后经熔融纺丝机在 200℃下熔融纺丝制得改性pla丝束初生纤维；
将制得的改性pla丝束初生纤维在70-110℃下牵伸至原来1-5倍长度，即得改性pla丝束纤维，改性的pla丝束纤维表面压纹得到成品。
进一步的，所述的熔融纺丝是在熔融纺丝机上进行，熔融纺丝机喷丝孔的形状为圆形、中空形、三角形、三叶形、多叶形截面。
本发明的有益效果：本发明改性pla丝束，主料采用取材于丰富的天然可再生植物的聚乳酸，减少了对传统石油资源和天然木材的依赖,无需担心资源的匮乏，具有优异的环保性；同时混合了壳聚糖、阻燃剂、无机/有机类物质、淀粉、竹纳米纤维素晶须、成核剂、润滑剂、肉桂醛、纳米活性炭、甘油、抗氧剂的质量比例的原料混合、分离、熔融得到，原料中壳聚糖、纳米活性炭与聚乳酸提供良好的吸附性；无机/有机类物质和竹纳米纤维素晶须能改变并增加成品的韧性，形成的分散相和分散在两相界面上的蒙脱士可协同发挥类似于橡胶粒子的作用，分散相作为应力集中点引发银纹、剪切带，吸收大量冲击能量，而蒙脱土发挥屏障作用终止银纹扩展，从而显著提高复合材料的缺口冲击强度，增加耐磨性能和提高力学强度；阻燃剂的加入增加了pla丝束作为滤嘴的隔热和阻燃的性能；甘油的加入可以提高淀粉聚乳酸共混物的熔融流动性复数粘度减小提高其加工性能，在挤出机热和剪切力的作用下甘油能够使淀粉颗粒发生塑化改善淀粉在聚乳酸中的分散能力提高两相的界面相容性，相容性的提高使复合材料的拉伸强度和吸水率得到提高，同时淀粉的塑化使复合材料分子间作用力减弱刚性得到改善柔顺性提高从而使复合材料的弯曲强度和储能模量下降断裂伸长率增大；便于在滤嘴上的应用聚乳酸丝束，推动行业发展。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种改性pla丝束，包括以下质量组分的原料混制：
聚乳酸60-90份；
壳聚糖3-10份
阻燃剂3-5份；
无机/有机类物质1-5份；
淀粉1-5份；
竹纳米纤维素晶须1-3份；
成核剂1-3份；
润滑剂1-3份；
肉桂醛1-2份；
纳米活性炭0.5-2份；
甘油0.1-1份；
抗氧剂0.1-0.5份。
所述无机/有机类物质为蒙脱土、碳纳米管、滑石粉、二氧化钛、二氧化硅、碳酸钙、乙烯-辛烯共聚物2、乙烯一醋酸乙烯共聚物、聚己内酯、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯、热塑性聚氨酯、超支化聚合物门和聚乙烯的一种或几种复合物。
所述润滑剂为聚氧乙烯蜡、脂肪醇聚氧乙烯醚、乙撑双硬脂酸酰胺中一种或几种。
所述成核剂为多酰胺聚乳酸；所述抗氧剂为三-(壬基苯基)亚磷酸酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、羟基季戊四醇酯、β-(3,5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中一种或几种。
所述阻燃剂包括磷杂菲类化合物及其衍生物、自主设计合成的网络状环磷腈、新型芳香磷酸酯类、聚芳香磷酸酯类、三聚氰胺磷酸盐类化合物的一种或几种。
本发明的另一目的在于，提供一种一种改性pla丝束的制备方法，包括以下步骤：
按上述质量组分将聚乳酸切成薄膜片压纹再切成1-2mm丝片，同时与上述质量组分的聚乳酸、壳聚糖、阻燃剂、无机/有机类物质、淀粉、竹纳米纤维素晶须、成核剂、润滑剂、肉桂醛、纳米活性炭、甘油、抗氧剂混合并加入至高速混合机；
在高速混合机中高速分散30min，通过双螺杆挤出机熔融共混、挤出得到改性pla丝束母粒切成丝片，经真空干燥后经熔融纺丝机在 200℃下熔融纺丝制得改性pla丝束初生纤维；
将制得的改性pla丝束初生纤维在70-110℃下牵伸至原来1-5倍长度，即得改性pla丝束纤维，改性的pla丝束纤维表面压纹得到成品。
进一步的，所述的熔融纺丝是在熔融纺丝机上进行，熔融纺丝机喷丝孔的形状为圆形、中空形、三角形、三叶形、多叶形截面。
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明。
实施例1
将聚乳酸切成薄膜片压纹再切成1-2mm丝片，按质量组分的聚乳酸70份、壳聚糖5份、阻燃剂4份、无机/有机类物质3份、淀粉 3份、竹纳米纤维素晶须1份、成核剂1份、润滑剂1份、肉桂醛1 份、纳米活性炭1份、甘油0.5份、抗氧剂0.1份混合并加入至高速混合机；
在高速混合机中高速分散30min，通过双螺杆挤出机熔融共混、挤出得到改性pla丝束母粒切成丝片，经真空干燥后经熔融纺丝机在 200℃下熔融纺丝制得改性pla丝束初生纤维；
将制得的改性pla丝束初生纤维在90℃下牵伸至原来1-5倍长度，即得改性pla丝束纤维，改性的pla丝束纤维表面压纹得到成品。
熔融纺丝是在熔融纺丝机上进行，熔融纺丝机喷丝孔的形状为圆形、中空形、三角形、三叶形、多叶形截面。
实施例2
将聚乳酸切成薄膜片压纹再切成1-2mm丝片，按质量组分的聚乳酸80份、壳聚糖8份、阻燃剂3份、无机/有机类物质4份、淀粉 4份、竹纳米纤维素晶须2份、成核剂2份、润滑剂2份、肉桂醛1 份、纳米活性炭1.5份、甘油0.8份、抗氧剂0.2份混合并加入至高速混合机；
在高速混合机中高速分散30min，通过双螺杆挤出机熔融共混、挤出得到改性pla丝束母粒切成丝片，经真空干燥后经熔融纺丝机在 200℃下熔融纺丝制得改性pla丝束初生纤维；
将制得的改性pla丝束初生纤维在100℃下牵伸至原来1-5倍长度，即得改性pla丝束纤维，改性的pla丝束纤维表面压纹得到成品。
熔融纺丝是在熔融纺丝机上进行，熔融纺丝机喷丝孔的形状为圆形、中空形、三角形、三叶形、多叶形截面。
实施例3
将聚乳酸切成薄膜片压纹再切成1-2mm丝片，按质量组分的聚乳酸75份、壳聚糖8份、阻燃剂5份、无机/有机类物质5份、淀粉 5份、竹纳米纤维素晶须3份、成核剂3份、润滑剂2份、肉桂醛1 份、纳米活性炭2份、甘油0.8份、抗氧剂0.2份混合并加入至高速混合机；
在高速混合机中高速分散30min，通过双螺杆挤出机熔融共混、挤出得到改性pla丝束母粒切成丝片，经真空干燥后经熔融纺丝机在 200℃下熔融纺丝制得改性pla丝束初生纤维；
将制得的改性pla丝束初生纤维在100℃下牵伸至原来1-5倍长度，即得改性pla丝束纤维，改性的pla丝束纤维表面压纹得到成品。
熔融纺丝是在熔融纺丝机上进行，熔融纺丝机喷丝孔的形状为圆形、中空形、三角形、三叶形、多叶形截面。
本发明改性pla丝束，主料采用取材于丰富的天然可再生植物的聚乳酸，减少了对传统石油资源和天然木材的依赖,无需担心资源的匮乏，具有优异的环保性；同时混合了壳聚糖、阻燃剂、无机/有机类物质、淀粉、竹纳米纤维素晶须、成核剂、润滑剂、肉桂醛、纳米活性炭、甘油、抗氧剂的质量比例的原料混合、分离、熔融得到，原料中壳聚糖、纳米活性炭与聚乳酸提供良好的吸附性；无机/有机类物质和竹纳米纤维素晶须能改变并增加成品的韧性，形成的分散相和分散在两相界面上的蒙脱士可协同发挥类似于橡胶粒子的作用，分散相作为应力集中点引发银纹、剪切带，吸收大量冲击能量，而蒙脱土发挥屏障作用终止银纹扩展，从而显著提高复合材料的缺口冲击强度，增加耐磨性能和提高力学强度；阻燃剂的加入增加了pla丝束作为滤嘴的隔热和阻燃的性能；甘油的加入可以提高淀粉聚乳酸共混物的熔融流动性复数粘度减小提高其加工性能，在挤出机热和剪切力的作用下甘油能够使淀粉颗粒发生塑化改善淀粉在聚乳酸中的分散能力提高两相的界面相容性，相容性的提高使复合材料的拉伸强度和吸水率得到提高，同时淀粉的塑化使复合材料分子间作用力减弱刚性得到改善柔顺性提高从而使复合材料的弯曲强度和储能模量下降断裂伸长率增大；便于在滤嘴上的应用聚乳酸丝束，推动行业发展。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (7)
1.一种改性pla丝束，其特征在于：包括以下质量组分的原料混制：
聚乳酸60-90份；
壳聚糖3-10份
阻燃剂3-5份；
无机/有机类物质1-5份；
淀粉1-5份；
竹纳米纤维素晶须1-3份；
成核剂1-3份；
润滑剂1-3份；
肉桂醛1-2份；
纳米活性炭0.5-2份；
甘油0.1-1份；
抗氧剂0.1-0.5份。
2.如权利要求1所述的一种改性pla丝束，其特征在于：所述无机/有机类物质为蒙脱土、碳纳米管、滑石粉、二氧化钛、二氧化硅、碳酸钙、乙烯-辛烯共聚物2、乙烯一醋酸乙烯共聚物、聚己内酯、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯、热塑性聚氨酯、超支化聚合物门和聚乙烯的一种或几种复合物。
3.如权利要求1所述的一种改性pla丝束，其特征在于：所述润滑剂为聚氧乙烯蜡、脂肪醇聚氧乙烯醚、乙撑双硬脂酸酰胺中一种或几种。
4.如权利要求1所述的一种改性pla丝束，其特征在于：所述成核剂为多酰胺聚乳酸；所述抗氧剂为三-(壬基苯基)亚磷酸酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、羟基季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中一种或几种。
5.如权利要求1所述的一种改性pla丝束，其特征在于：所述阻燃剂包括磷杂菲类化合物及其衍生物、自主设计合成的网络状环磷腈、新型芳香磷酸酯类、聚芳香磷酸酯类、三聚氰胺磷酸盐类化合物的一种或几种。
6.一种如权利要求1-6任意一项所述的改性pla丝束的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按上述质量组分将聚乳酸切成薄膜片压纹再切成1-2mm丝片，同时与上述质量组分的聚乳酸、壳聚糖、阻燃剂、无机/有机类物质、淀粉、竹纳米纤维素晶须、成核剂、润滑剂、肉桂醛、纳米活性炭、甘油、抗氧剂混合并加入至高速混合机；
在高速混合机中高速分散30min，通过双螺杆挤出机熔融共混、挤出得到改性pla丝束母粒切成丝片，经真空干燥后经熔融纺丝机在200℃下熔融纺丝制得改性pla丝束初生纤维；
将制得的改性pla丝束初生纤维在70-110℃下牵伸至原来1-5倍长度，即得改性pla丝束纤维，改性的pla丝束纤维表面压纹得到成品。
7.如权利要求6所述的改性pla丝束的制备方法，其特征在于：所述的熔融纺丝是在熔融纺丝机上进行，熔融纺丝机喷丝孔的形状为圆形、中空形、三角形、三叶形、多叶形截面。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190205 |
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