CN112458558B - 一种sc-PLA/PTT生物质复合纤维及其制备方法与应用 - Google Patents
一种sc-PLA/PTT生物质复合纤维及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112458558B CN112458558B CN202011264724.9A CN202011264724A CN112458558B CN 112458558 B CN112458558 B CN 112458558B CN 202011264724 A CN202011264724 A CN 202011264724A CN 112458558 B CN112458558 B CN 112458558B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pla
- ptt
- composite fiber
- biomass composite
- fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 121
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 47
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 47
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000004753 textile Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000009941 weaving Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000009940 knitting Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 claims description 140
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 claims description 139
- 229920002215 polytrimethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 132
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 34
- ZFOZVQLOBQUTQQ-UHFFFAOYSA-N Tributyl citrate Chemical compound CCCCOC(=O)CC(O)(C(=O)OCCCC)CC(=O)OCCCC ZFOZVQLOBQUTQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 claims description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 4
- YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920001610 polycaprolactone Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004632 polycaprolactone Substances 0.000 claims description 3
- 238000009987 spinning Methods 0.000 abstract description 11
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 238000009264 composting Methods 0.000 abstract description 5
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011361 granulated particle Substances 0.000 abstract 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 17
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 8
- 208000034530 PLAA-associated neurodevelopmental disease Diseases 0.000 description 7
- 238000011161 development Methods 0.000 description 6
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 6
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 4
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- -1 Polytrimethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 235000021197 fiber intake Nutrition 0.000 description 1
- 238000009998 heat setting Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011895 specific detection Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/12—Stretch-spinning methods
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D1/00—Treatment of filament-forming or like material
- D01D1/04—Melting filament-forming substances
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/08—Melt spinning methods
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/28—Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
- D01D5/30—Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
- D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
- D01F1/10—Other agents for modifying properties
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
- D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
- D01F8/14—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyester as constituent
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
Abstract
本发明属于纺织纤维领域，公开了一种sc‑PLA/PTT生物质复合纤维及其制备方法与应用。本发明通过将sc‑PLA、PTT和增容剂熔融共混后挤出造粒，随后将切粒进行熔融共混后挤出纺丝，再经过牵伸和热处理，得到本发明生物质复合纤维。本发明制备工艺简单，适合大规模生产，制备得到的sc‑PLA/PTT生物质复合纤维的熔融温度为200～240℃，耐热性优良；在130℃，pH＝5的溶液中水解1h后拉伸强度保持率为65％～96％，耐水解性优良；在受控堆肥条件下，生物降解率为70％～100％，生物降解性能优良；本发明复合纤维的断裂强度为2～8cN/dtex，断裂伸长率为10％～25％，力学性能较好，适合在利用机织、针织或者非织造等工艺生产纺织物中应用。
Description
技术领域
本发明涉及纺织纤维领域，尤其涉及一种sc-PLA/PTT生物质复合纤维及其制备方法与应用。
背景技术
2017年全球纤维消费量为1.03亿吨，其中合成纤维约占70％。目前合成纤维主要以石油资源为原料。随着全球石油资源的日益匮乏和生态环境的日益恶化，传统石油化工技术及产品的副作用和不可持续性日趋显著，合成纤维的发展受到越来越多的制约。大力发展生物质纤维可有效扩大纺织原料来源，弥补国内纺织资源的不足，同时也是应对石油资源日趋枯竭、实现纺织工业可持续发展的重要手段。
聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纤维和聚乳酸(PLA)纤维是两种典型的生物质合成纤维。两种纤维均具有优异的力学性能，在织物与非织造领域均具有较大的市场发展潜力。PTT纤维和PLA纤维工业化生产已将近20年，但其并没有如预期的那样，在纺织工业上得到广泛的应用。PTT纤维虽然合成原料来源于生物质，但其使用废弃后仍然不可生物降解。PLA纤维不仅原料来源于生物质，而且可完全生物降解，但是PLA纤维耐热性差，易水解，且存在高温染色时力学性能损伤严重的问题。
采用PTT和PLA共混熔融纺丝制备生物质复合纤维，二者优势互补，开发出应用性能优异且可生物降解的新型纤维，对纺织工业的可持续发展具有重要的意义。然而，PTT的熔融温度约为230℃，而PLA的熔融温度约为180℃，二者相差50℃，PTT和PLA熔融共混时流变差异比较大，纺丝难度大。因此，开发一种简便高效的PLA/PTT生物质复合纤维的制备方法具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种sc-PLA/PTT生物质复合纤维及其制备方法与应用，克服PTT和普通PLA之间熔融温度差异大导致的流变问题，制备的sc-PLA/PTT生物质复合纤维具有优良的耐热性能、耐水解性能、生物降解性能和力学性能。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种sc-PLA/PTT生物质复合纤维的制备方法，包括以下步骤：
1)将sc-PLA、PTT和增容剂熔融共混后挤出造粒，得到sc-PLA/PTT共混物切片；所述sc-PLA为左旋聚乳酸和右旋聚乳酸的共混物，所述熔融共混的温度为230～280℃，时间为5～60min；
2)将步骤1)得到的sc-PLA/PTT共混物切片注入挤出机进行熔融纺丝，得到sc-PLA/PTT初生纤维；所述挤出机的螺杆区温度为230～270℃，喷丝板温度为230～260℃；所述熔融纺丝的速度为200～1800m/min；
3)将步骤2)得到的sc-PLA/PTT初生纤维进行牵伸后，在190～210℃，张力为0.3～0.6cN/dtex下保持5～120min进行热处理，得到sc-PLA/PTT生物质复合纤维。
进一步的，所述增容剂为柠檬酸三丁酯、钛酸四丁酯、马来酸酐和聚己内脂中的一种或几种的混合物。
进一步的，所述sc-PLA的重均分子量为5～80万，所述sc-PLA的熔融温度为180～230℃。
进一步的，步骤1)中，所述sc-PLA、PTT和增溶剂的质量比为(50～99)：(1～50)：(0～20)。
进一步的，步骤3)中，所述牵伸在100～170℃下进行，牵伸倍数为2～10倍。
本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的sc-PLA/PTT生物质复合纤维。
进一步的，所述sc-PLA/PTT生物质复合纤维的熔融温度为200～240℃，衍射峰出现在12°、16°、21°和24°处，结晶度为30～60％。
进一步的，所述sc-PLA/PTT生物质复合纤维在130℃，pH＝5的溶液中水解1h后，拉伸强度保持率为65～96％。
进一步的，所述sc-PLA/PTT生物质复合纤维的断裂强度为3～6cN/dtex，在受控堆肥条件下的生物降解率为70～100％，所述sc-PLA/PTT生物质复合纤维在受控堆肥条件下的生物降解率为70～100％。
本发明还提供了一种上述的sc-PLA/PTT生物质复合纤维在利用机织、针织或者非织造工艺生产纺织品中的应用。将本发明sc-PLA/PTT生物质复合纤维采用本领域公知的方法进行机织、针织或者非织造，即可获得其他形态的sc-PLA/PTT生物质复合织物，可用于服装、家纺产品、妇幼卫生用品和工业无纺布等。
与现有技术相比，本发明通过将熔融温度与PTT接近的sc-PLA(sc-PLA的熔融温度为180～230℃)与PTT和增容剂熔融共混后挤出造粒得到sc-PLA/PTT共混物切片，随后将切片进行熔融共混后挤出纺丝，再经过牵伸和热处理，得到本发明sc-PLA/PTT生物质复合纤维。本发明制备工艺简单，适合大规模生产。制备得到的sc-PLA/PTT生物质复合纤维熔融温度高于200℃，远高于普通PLA纤维(160～175℃)，说明其耐热性优良；在130℃，pH＝5的溶液中水解1h后拉伸强度保持率为65％～96％，说明其耐水解性优良；在受控堆肥条件下，生物降解率为70％～100％，说明其生物降解性能优良。此外，本发明sc-PLA/PTT生物质复合纤维的断裂强度为3～6cN/dtex，断裂伸长率为10～20％，表明其力学性能较好，与普通PLLA纤维和PTT纤维相比，综合性能更优。
附图说明
图1为实施例1的差示扫描量热仪测得的结果；
图2为实施例2的差示扫描量热仪测得的结果；
图3为实施例3的差示扫描量热仪测得的结果。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
本发明中，术语“张力”的定义如下：物体受到拉力作用时，存在于其内部而垂直于两邻部分接触面上的相互牵引力。
本发明提供了一种sc-PLA/PTT生物质复合纤维的制备方法，包括以下步骤：
1)将sc-PLA、PTT和增容剂熔融共混后挤出造粒，得到sc-PLA/PTT共混物切片；所述sc-PLA为左旋聚乳酸和右旋聚乳酸的共混物，所述熔融共混的温度为230～280℃，时间为5～60min；
2)将步骤1)得到的sc-PLA/PTT共混物切片注入挤出机进行熔融纺丝，得到sc-PLA/PTT初生纤维；所述挤出机的螺杆区温度为230～270℃，喷丝板温度为230～260℃；所述熔融纺丝的速度为200～1800m/min；
3)将步骤2)得到的sc-PLA/PTT初生纤维进行牵伸后，在190～210℃，张力为0.3～0.6cN/dtex下保持5～120min进行热处理，得到sc-PLA/PTT生物质复合纤维。
具体的，本发明首先将立构聚乳酸(sc-PLA)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和增容剂熔融共混后挤出造粒，得到sc-PLA/PTT共混物切片；本发明中，sc-PLA为左旋聚乳酸(PLLA)和右旋聚乳酸(PDLA)的共混物，本发明采用的sc-PLA的熔融温度为180～230℃，高于常规PLA的熔融温度，与PTT的熔融温度一样，解决了常规情况下PLA和PTT熔融共混时流变差异比较大，纺丝难度大的问题。本发明中，sc-PLA的重均分子量优选为5～80万；本发明中，熔融共混的温度为230～280℃，时间为5～60min，优选为6～10min。本发明中，sc-PLA、PTT和增溶剂的质量比优选为(50～99)：(1～50)：(0～20)。本发明中增容剂优选选自柠檬酸三丁酯、钛酸四丁酯、马来酸酐和聚己内脂中的一种或几种的混合物，更优选为柠檬酸三丁酯。
得到sc-PLA/PTT共混物切片后，本发明将其投入挤出机进行熔融纺丝，得到sc-PLA/PTT初生纤维；本发明中，挤出机的螺杆区温度设置为230～270℃，挤出机中喷丝板的温度设置为230～260℃，熔融纺丝的速度为200～1800m/min。
然后，将得到的sc-PLA/PTT初生纤维进行牵伸和热处理，最后得到本发明sc-PLA/PTT生物质复合纤维。本发明中，牵伸优选在100～170℃下进行，牵伸倍数优选为2～10倍。
下面结合实施例对本发明的技术方案及效果作进一步的描述。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供一种sc-PLA/PTT生物质复合纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)将PTT和重均分子量为30万的sc-PLA进行干燥；取干燥后的sc-PLA和PTT各50g投入双螺杆挤出机内在240℃温度下熔融共混10min，挤出造粒得到sc-PLA/PTT共混物切片；
(2)将sc-PLA/PTT共混物切片注入挤出机熔融挤出，得到初生纤维，其中螺杆区温度为250℃，喷丝板温度为240℃，纺丝速度为600m/min；
(3)将初生纤维在120℃下牵伸5倍；
(4)将牵伸后的sc-PLA/PTT纤维在190℃，张力为0.3cN/dtex下保持40min，进行热处理，获得本实施例sc-PLA/PTT生物质复合纤维；
用差示扫描量热仪测得本实施例复合纤维只在229℃附近出现一个熔融峰，见图1。根据图1可知，本实施例sc-PLA/PTT生物质复合纤维的熔融温度(熔点)为229℃。用XRD测定衍射峰，衍射峰出现在12°、16°、21°、24°处；结晶度为46％。
实施例2
本实施例提供一种sc-PLA/PTT生物质复合纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)将PTT和重均分子量为30万的sc-PLA进行干燥；取干燥后的sc-PLA 70g和PTT30g投入双螺杆挤出机内在250℃温度下熔融共混6min，挤出造粒得到sc-PLA/PTT共混物切片；
(2)将sc-PLA/PTT共混物切片投入挤出机熔融挤出，得到初生纤维，其中螺杆区温度为240℃，喷丝板温度为240℃，纺丝速度为800m/min；
(3)将初生纤维在140℃下牵伸6倍；
(4)将牵伸后的sc-PLA/PTT纤维在200℃，张力为0.3cN/dtex下保持20min，进行热处理，获得本实施例sc-PLA/PTT生物质复合纤维；
用差示扫描量热仪测得本实施例复合纤维只在222℃附近出现一个熔融峰，见图2。根据图2可知，本实施例sc-PLA/PTT生物质复合纤维的熔融温度(熔点)为222℃。用XRD测定衍射峰，衍射峰出现在12°、16°、21°、24°处；结晶度为39％。
实施例3
本实施例提供一种sc-PLA/PTT生物质复合纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)将PTT和重均分子量为20万的sc-PLA进行干燥；取干燥后的sc-PLA 60g、PTT40g和柠檬酸三丁酯5g投入双螺杆挤出机内在250℃温度下熔融共混8min，挤出造粒得到sc-PLA/PTT共混物切片；
(2)将sc-PLA/PTT混合物切片投入挤出机熔融挤出，得到初生纤维，其中螺杆区温度为260℃，喷丝板温度为250℃，纺丝速度为1000m/min；
(3)将初生纤维在130℃下牵伸4倍；
(4)将牵伸后的sc-PLA/PTT纤维在205℃，张力为0.3cN/dtex下保持10min，进行热处理，获得本实施例sc-PLA/PTT生物质复合纤维；
用差示扫描量热仪测得本实施例复合纤维只在230℃附近出现一个熔融峰，见图3。根据图3可知，本实施例sc-PLA/PTT生物质复合纤维的熔融温度(熔点)为230℃。用XRD测定衍射峰，衍射峰出现在12°、16°、21°、24°处；结晶度为51％。
实施例4
本实施例提供一种sc-PLA/PTT生物质复合纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)将PTT和重均分子量为80万的sc-PLA进行干燥；取干燥后的sc-PLA 99g、PTT1g投入双螺杆挤出机内在280℃温度下熔融共混8min，挤出造粒得到sc-PLA/PTT共混物切片；
(2)将sc-PLA/PTT混合物切片投入挤出机熔融挤出，得到初生纤维，其中螺杆区温度为270℃，喷丝板温度为260℃，纺丝速度为200m/min；
(3)将初生纤维在170℃下牵伸10倍；
(4)将牵伸后的sc-PLA/PTT纤维在210℃，张力为0.6cN/dtex下保持120min，进行热处理，获得本实施例sc-PLA/PTT生物质复合纤维；
用差示扫描量热仪测得本实施例复合纤维只在240℃附近出现一个熔融峰。本实施例sc-PLA/PTT生物质复合纤维的熔融温度(熔点)为240℃。用XRD测定衍射峰，衍射峰出现在12°、16°、21°、24°处；结晶度为30％。
实施例5
本实施例提供一种sc-PLA/PTT生物质复合纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)将PTT和重均分子量为5万的sc-PLA进行干燥；取干燥后的sc-PLA 50g、PTT50g和柠檬酸三丁酯20g投入双螺杆挤出机内在230℃温度下熔融共混60min，挤出造粒得到sc-PLA/PTT共混物切片；
(2)将sc-PLA/PTT混合物切片投入挤出机熔融挤出，得到初生纤维，其中螺杆区温度为230℃，喷丝板温度为230℃，纺丝速度为1800m/min；
(3)将初生纤维在100℃下牵伸2倍；
(4)将牵伸后的sc-PLA/PTT纤维在190℃，张力为0.6cN/dtex下保持5min，进行热处理，获得本实施例sc-PLA/PTT生物质复合纤维；
用差示扫描量热仪测得本实施例复合纤维只在200℃附近出现一个熔融峰。本实施例sc-PLA/PTT生物质复合纤维的熔融温度(熔点)为200℃。用XRD测定衍射峰，衍射峰出现在12°、16°、21°、24°处；结晶度为60％。
比较例1
本比较例提供一种PLLA纤维的制备方法，步骤如下：
(1)将重均分子量为30万的PLLA进行干燥；取干燥后的PLLA 100g投入挤出机内熔融，经计量泵和喷丝孔挤出，得到初生纤维，其中螺杆区温度为220℃，喷丝板温度为210℃，纺丝速度为800m/min；
(2)将初生纤维在90℃下牵伸3.5倍；
(3)将牵伸后的PLLA纤维在110℃，张力为0.4cN/dtex下热定型20min。
用差示扫描量热仪测得本比较例PLLA纤维只在170℃附近出现一个熔融峰。本比较例PLLA纤维的熔点为170℃。
比较例2
本比较例提供一种PTT纤维的制备方法，步骤如下：
(1)将PTT进行干燥；取干燥后的PTT 100g投入挤出机内熔融，经计量泵和喷丝孔挤出，得到初生纤维，其中螺杆区温度为250℃，喷丝板温度为240℃，纺丝速度为800m/min。
(2)将初生纤维在150℃下牵伸4倍；
(3)将牵伸后的PTT纤维在160℃，张力为0.3cN/dtex下热定型10min。
用差示扫描量热仪测得本比较例PTT纤维只在226℃附近出现一个熔融峰。本比较例PTT纤维的熔点为226℃。
比较例3
本比较例提供一种sc-PLA/PTT共混纤维的制备方法，步骤如下：
(1)将PTT和重均分子量为30万的sc-PLA进行干燥；取干燥后的sc-PLA和PTT各50g投入双螺杆挤出机内在260℃温度下熔融共混5min，挤出造粒得到sc-PLA/PTT共混物切片；
(2)将sc-PLA/PTT共混物切片注入挤出机熔融挤出，得到初生纤维，其中螺杆区温度为230℃，喷丝板温度为230℃，纺丝速度为600m/min；
(3)将初生纤维在110℃下牵伸10倍，获得本比较例sc-PLA/PTT共混纤维；
用差示扫描量热仪测得本比较例sc-PLA/PTT共混纤维在170℃和205℃附近出现熔融峰。本比较例sc-PLA/PTT共混纤维的熔点为170℃和205℃。
测试例
采用万能电子拉力试验机(5960型，由美国Instron公司制造)分别对上述实施例1～5和比较例1～3得到的材料的断裂强度、断裂伸长率进行测定；
将上述实施例1～5和比较例1～3得到的材料在130℃，pH＝5的溶液中水解1h后测定拉伸强度保持率(拉伸强度保持率＝水解后的拉伸强度/水解前的拉伸强度*100％)；
将上述实施例1～5和比较例1～3得到的材料按照国标GB/T16716.7-2012标准进行生物堆肥降解实验。具体检测结果如表1所示。
表1实施例1～5和对比例1～3各性能应用测试数据
综上所述，本发明优选实施例中sc-PLA/PTT生物质复合纤维熔融温度高于200℃，表明耐热性优良；在130℃，pH＝5的溶液中水解1h后拉伸强度保持率高达>90％，表明其耐水解性优良；在受控堆肥条件下，6个月生物降解率为70～100％，表明其生物降解性能优良；其断裂强度大于4.2cN/dtex，断裂伸长率大于14％，表明其力学性能较好。以上表明，与普通PLLA纤维、PTT纤维和未经过热处理的sc-PLA/PTT共混纤维相比，本发明sc-PLA/PTT生物质复合纤维综合性能更优。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种sc-PLA/PTT生物质复合纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将sc-PLA、PTT和增容剂熔融共混后挤出造粒，得到sc-PLA/PTT共混物切片；所述sc-PLA为左旋聚乳酸和右旋聚乳酸的共混物，所述sc-PLA的重均分子量为20~30万，所述熔融共混的温度为230~280℃，时间为5~60min，所述sc-PLA、PTT和增容 剂的质量比为（50~70）：（30~50）：（0~20）；
2）将步骤1）得到的sc-PLA/PTT共混物切片注入挤出机进行熔融纺丝，得到sc-PLA/PTT初生纤维；所述挤出机的螺杆区温度为230~270℃，喷丝板温度为230~260℃；所述熔融纺丝的速度为200~1800m/min；
3）将步骤2）得到的sc-PLA/PTT初生纤维进行牵伸后，在190~210℃，张力为0.3~0.6cN/dtex下保持20~40min进行热处理，得到sc-PLA/PTT生物质复合纤维。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述增容剂为柠檬酸三丁酯、钛酸四丁酯、马来酸酐和聚己内酯 中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3）中，所述牵伸在100~170℃下进行，牵伸倍数为2~10倍。
4.权利要求1~3任一项所述制备方法制备得到的sc-PLA/PTT生物质复合纤维。
5.根据权利要求4所述的sc-PLA/PTT生物质复合纤维，其特征在于，所述sc-PLA/PTT生物质复合纤维的熔融温度为200~240℃，衍射峰出现在12°、16°、21°和24°处，结晶度为30~60%。
6.根据权利要求4所述sc-PLA/PTT生物质复合纤维，其特征在于，所述sc-PLA/PTT生物质复合纤维在130℃，pH=5的溶液中水解1h后，拉伸强度保持率为65~96%。
7.根据权利要求4所述sc-PLA/PTT生物质复合纤维，其特征在于，所述sc-PLA/PTT生物质复合纤维的断裂强度为3~6cN/dtex。
8.权利要求4所述的sc-PLA/PTT生物质复合纤维在利用机织、针织或者非织造工艺生产纺织品中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011264724.9A CN112458558B (zh) | 2020-11-13 | 2020-11-13 | 一种sc-PLA/PTT生物质复合纤维及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011264724.9A CN112458558B (zh) | 2020-11-13 | 2020-11-13 | 一种sc-PLA/PTT生物质复合纤维及其制备方法与应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112458558A CN112458558A (zh) | 2021-03-09 |
| CN112458558B true CN112458558B (zh) | 2022-02-25 |
Family
ID=74826610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011264724.9A Active CN112458558B (zh) | 2020-11-13 | 2020-11-13 | 一种sc-PLA/PTT生物质复合纤维及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112458558B (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102634866A (zh) * | 2012-04-25 | 2012-08-15 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种自增强聚乳酸纤维及其制备方法 |
| CN111593437A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-08-28 | 苏州金泉新材料股份有限公司 | 一种聚酯共混改性聚乳酸弹性纤维的制备方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4233245B2 (ja) * | 2001-09-10 | 2009-03-04 | 帝人ファイバー株式会社 | ポリエステル系複合繊維及びその製造方法 |
| CN102102244A (zh) * | 2009-12-16 | 2011-06-22 | 东丽纤维研究所（中国）有限公司 | 聚乳酸合金纤维及其制备方法 |
| CN105220264B (zh) * | 2015-09-13 | 2017-10-13 | 天津工业大学 | 一种改性聚乳酸纤维及其制备方法 |
| CN108893790B (zh) * | 2018-08-27 | 2019-11-08 | 苏州金泉新材料股份有限公司 | Pla与ptt双组份半嵌式复合纤维及其制备方法 |
| CN109735075A (zh) * | 2019-01-15 | 2019-05-10 | 南通大学 | 一种抗菌可降解立构聚乳酸复合材料及其制备的注射器 |
-
2020
- 2020-11-13 CN CN202011264724.9A patent/CN112458558B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102634866A (zh) * | 2012-04-25 | 2012-08-15 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种自增强聚乳酸纤维及其制备方法 |
| CN111593437A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-08-28 | 苏州金泉新材料股份有限公司 | 一种聚酯共混改性聚乳酸弹性纤维的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112458558A (zh) | 2021-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102566516B1 (ko) | 생분해성 텍스타일, 마스터배치, 및 생분해성 섬유를 제조하는 방법 | |
| CN107164835B (zh) | 一种石墨烯聚合物纤维及其制备方法 | |
| CN105401259A (zh) | 高立构化率聚乳酸立构复合物及其制备方法 | |
| US10858512B1 (en) | Biodegradable textile yarn and textile made from recycled materials | |
| CN107938171B (zh) | 一种弹性复合无纺布及其生产工艺 | |
| CN108660524B (zh) | 以水可溶的改性pva为海的海岛纤维复合熔融纺丝方法 | |
| US8182725B2 (en) | Methods for making polylactic acid stereocomplex fibers | |
| CN111876848A (zh) | 生物可降解聚酯复合短纤维及其制备方法 | |
| CN108505190B (zh) | 利用水溶性聚乙烯醇海岛纤维制备桃皮绒面料基布的方法 | |
| WO2023115980A1 (zh) | 一种复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN108589028A (zh) | 一种新型海岛纤维合成革基布及其生产工艺 | |
| CN105200563B (zh) | 一种再生有色聚酯短纤维的制备方法 | |
| JP2002030523A (ja) | ポリ乳酸繊維 | |
| CN103498212B (zh) | 增韧型导电聚乳酸纤维及其制备方法和应用 | |
| CN109234820A (zh) | 一种聚乳酸短纤维的制备方法 | |
| CN105463624A (zh) | 高立构化率聚乳酸立构复合物的制备方法 | |
| CN114989584A (zh) | 一种聚乳酸复合树脂和耐热聚乳酸纤维的制备方法 | |
| CN108396435B (zh) | 一种基于改性pva海岛纤维的新型超细纤维面料 | |
| CN112458558B (zh) | 一种sc-PLA/PTT生物质复合纤维及其制备方法与应用 | |
| JP2005023512A (ja) | ポリ乳酸繊維 | |
| CN109706539A (zh) | 一种负离子聚乳酸纤维及其制备方法 | |
| JP2007284846A (ja) | ポリエステル複合繊維 | |
| CN112011852B (zh) | 一种立构聚乳酸/聚三亚甲基碳酸酯生物质复合纤维 | |
| JPH06248551A (ja) | 脂肪族ポリエステル系メルトブローン不織布とその製造法 | |
| CN112410929A (zh) | Pla /ptmc生物质复合纤维及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240403 Address after: No. 55 Ziyuan Road, Life Science Industrial Park, Development Zone, Danyang City, Zhenjiang City, Jiangsu Province, 212333 Patentee after: Jiangsu Deyunxin Medical Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 226019 Jiangsu city of Nantong province sik Road No. 9 Patentee before: NANTONG University Country or region before: China |