CN115094541A - 一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维及其制备方法 - Google Patents

一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115094541A
CN115094541A CN202210892758.5A CN202210892758A CN115094541A CN 115094541 A CN115094541 A CN 115094541A CN 202210892758 A CN202210892758 A CN 202210892758A CN 115094541 A CN115094541 A CN 115094541A
Authority
CN
China
Prior art keywords
raw material
sheath
core
low
core composite
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.)
Granted
Application number
CN202210892758.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115094541B (zh
Inventor
陈咏
乌婧
王朝生
王华平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Donghua University
Original Assignee
Donghua University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Donghua University filed Critical Donghua University
Priority to CN202210892758.5A priority Critical patent/CN115094541B/zh
Publication of CN115094541A publication Critical patent/CN115094541A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115094541B publication Critical patent/CN115094541B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • D01D5/34—Core-skin structure; 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
    • 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
    • D01F8/10—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one other macromolecular compound obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as constituent
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02W90/10—Bio-packaging, e.g. packing containers made from renewable resources or bio-plastics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Multicomponent Fibers (AREA)

Abstract

本发明涉及一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维及其制备方法，低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维具有皮芯复合结构；皮层原料S为PLA、PBS、PVA、PCL、PGA或PHA；芯层原料C为PBAT、PBST、PBSF或PBAF，芯层原料C中刚性芳香单体链段相对于二元酸链段的摩尔含量为10％～50％；皮层原料S与芯层原料C在相同温度下的熔融指数MI相差不超过15g/min；制备方法为：将皮层原料S和芯层原料C干燥后，按设定的比例送入皮芯复合纺丝组件中进行纺丝，制得低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维。本发明的制备方法简单易操作，易工业化生产，加工过程顺利，最终制得的纤维不易粘连，应用广泛。

Description

一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维及其制备方法
技术领域
本发明属于材料及纺织品应用领域，涉及一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维及其制备方法。
背景技术
随着人民生活的提高，化纤的应用日益广泛，涵盖服用、家纺和产业用诸多方面。我国是化纤最大生产国和出口国，化纤及纺织品产业是我国的支柱性产业，产业格局以涤纶(如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))、锦纶(如尼龙66)和丙纶(聚丙烯)等石油基、不可降解品种为主。然而，随着人民经济水平的提高，我国时尚纺织品使用周期仅约2.5年左右，废弃速度快，年固体废弃物量估算约2000万吨左右。为了缓解废旧纺织品对环境保护造成的巨大压力，开发生物可降解纺织品尤为重要。
一次性医卫材料是一类特殊的非织造纺织品。随着我国国民经济的发展，三胎政策放开及老龄化的加速，一次性医卫材料例如纸尿裤的消费量呈现大幅度增长。据国家统计局数据显示，全国65岁及以上人口数量已经从05年的1.01亿人增加到19年的1.76亿人，占总人口的比例从05年的7.7％增加到19年的12.6％。而一次性医卫材料在使用过程中吸收大量血液、体液，污染严重，难以进行回收资源化利用。因而，开发可生物降解的一次性医卫制品原材料是一项迫切的、具有重要现实意义和生态价值的问题。
生物可降解聚合物主要为脂肪性聚酯，按照单体化学结构不同，可分为聚羟基酸及聚二元酸二元醇酯。聚乳酸(PLA)是一类重要的聚羟基酸，具有较好的纺丝性能，近年来在纤维及非织造材料领域得到较为广泛研究。专利(CN107475808)公开了一种低熔点皮芯结构聚乳酸短纤维的制备方法，以熔点分别为125～135℃及155～170℃的PLA切片制备了一种低熔点生物可降解皮芯纤维，可用于非织造布应用领域。专利(CN201910793949.4；CN201921397850.4)公开了一种PLA复合纤维长丝，其内芯层为连续的可降解的材料丝状体，且外皮层的组成物质为PLA，占总质量的80.0～99.9％。聚己内酯(PCL)、聚乙醇酸(PGA)等聚羟基酸的纤维应用也已经逐步产业化。
聚二元酸二元醇酯类生物可降解聚酯主要是利用二元醇和二元羧酸经熔融聚合制备，相较聚羟基酸而言，二元醇和二元羧酸单体种类更为丰富，利用不同单体组合共聚，可以获得材料性能更为广泛的聚酯。聚二元酸二元醇酯类生物可降解聚酯整体分子结构柔性高，熔点较低，其中PBS熔点最高(115℃)，而其它种类熔点仅为40～100℃，同时，这类聚合物分子间作用力较弱，拉伸强度低，纤维应用受到较大限制。为了改善PBS类聚酯的热学和力学性能，常与刚性芳香单体(如对苯二甲酸，TPA)共聚，例如PBAT、PBST类脂肪-芳香共聚酯。但TPA添加严重抑制聚酯的生物降解性能，含量>50mol％时，聚合物难以生物降解。为了获得较好综合性能(热学、力学和生物降解性)，可降解PBAT、PBST类脂肪-芳香共聚酯中刚性芳香单体含量一般为40～50mol％。然而共聚单体的添加会破坏PBS重复结构单元的结晶规整度，降低材料的结晶性能，因而在纤维制备过程中难以结晶取向，成纤较为困难，同时，结晶性变差会在材料纺丝过程中出现丝束之间粘连的问题，导致纺丝存在困难。
专利CN108384200A公开了一种通过添加成核剂以提高PBAT结晶速率的方法，通过添加三聚氰胺和三聚氰酸的配合物，PBAT的80℃下半结晶时间从9.7min变为0.7min，然而添加成核剂的方法对于一些通过注塑制备的塑料制品更为适用，纤维加工过程中纺丝速度非常高，纤维取向结晶主要依靠环境降温和拉伸作用，该方法并不适用。专利CN1932092公开了一种生物可降解脂肪族/芳香族共聚纤维的制备方法，然而此技术中刚性芳香单体含量高达70～90％，尽管具有较好结晶性能和力学强度，但其生物降解性差，难以满足相应生物可降解产品标准的要求。同时，研究报道表明PBAT和PBST等生物降解聚酯的玻璃化转变温度(Tg)非常低，约为-30℃，从自由体积理论得到，在玻璃化转变温度以上，自由体积开始膨胀，为链段运动提供了空间保障，链段由冻结状态进入运动状态，当材料长时间存放于玻璃化转变温度以上时，由于链段的运动，制备纤维之后存放于室温后，纤维会粘结在一起，影响材料的使用和寿命。
随着世界各地及我国禁塑令的逐步实施，我国市场近年来对生物可降解聚酯反应迅速，但以聚二元酸二元醇酯类生物可降解聚酯制备纤维时，在纺丝过程中纤维间出现的粘结性问题未见解决方法，需要解决上述结晶慢、纤维易粘连、加工过程困难的一系列问题，以促进其市场应用。
发明内容
为了克服上述现有技术中的问题，本发明通过纤维化学结构和纺丝工艺设计，提供一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维及其制备方法，所制备的低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维有效解决了聚二元酸二元醇酯类生物可降解聚酯纺丝结晶困难、纤维间粘连严重的问题，同时，所制备的长丝、短纤纤维具有较高力学性能，可以通过纺粘、熔喷和水刺等工艺制备非织造布，进一步用于服用、家用以及医卫材料、土工、建筑、油气加工等非织造布领域。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下
一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维，具有皮芯复合结构(即芯层完全被包裹在皮层中)；皮层原料S为PLA(聚乳酸)、PBS(聚丁二酸丁二醇酯)、PVA(聚乙烯醇)、PCL(聚己内酯)、PGA(聚羟基乙酸)或PHA(聚羟基脂肪酸酯)，优选地，皮层原料S为PLA；芯层原料C为PBAT(聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯)、PBST(聚丁二酸/对苯二甲酸丁二醇酯)、PBSF(聚呋喃二甲酸/丁二酸丁二醇酯)、PBAF(聚呋喃二甲酸/己二酸丁二醇酯)，芯层原料C中刚性芳香单体链段(即对苯二甲酸链段或呋喃二甲酸链段)相对于二元酸链段的摩尔含量为10％～50％(可以通过核磁表征，优选为45％)；皮层原料S与芯层原料C在相同温度下的熔融指数MI相差不超过15g/min，目的是保证纺丝能够顺利地进行。
由于PBAT、PBST、PBSF或PBAF生物降解共聚酯的结晶能力较差，如TPA含量为30～45mol％的PBAT熔融焓为8～17J/g，结晶焓在20J/g左右，导致加工过程困难，而PLA、PGA、PVA、PCL、PBS或PHA的结晶性能较好，如100％的PLA的结晶焓为93.6J/g，因此本发明采用皮芯的方式将结晶慢、熔点低的材料作为芯层原料，同时将结晶快、具有生物降解性的材料作为皮层原料，皮层原料本身结晶性较好，可纺性优良，纺丝过程中无粘连问题，故可以解决聚二元酸二元醇酯类生物可降解聚酯存在的问题。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维，皮层原料S的数均分子量为5.0×104～12.0×104g/mol，芯层原料C的数均分子量为5.0×104～12.0×104g/mol；原料的数均分子量不宜过高，否则会导致材料的熔体强度较大，材料的流动性变慢，在纺丝过程中容易发生断丝等现象的出现，不利于纺丝的顺利。
如上所述的一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维，低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维中皮层含量为10wt％～40wt％(芯层含量为90wt％～60wt％，优选地，皮层含量为10wt％，芯层含量为90wt％)。
如上所述的一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维，低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的横截面上，皮层的外边缘或芯层的外边缘为圆形或十字形(皮层的外边缘或芯层的外边缘还可以是其它异形形状，低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维可以是中空纤维也可以是非中空纤维)。
如上所述的一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维，皮层的外边缘和芯层的外边缘都为圆形，二者同心或不同心(优选为同心)。
如上所述的一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维，低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的断裂强度为2.0～4.5cN/dtex，断裂伸长率为30～100％。
本发明还提供制备如上所述的一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的方法，将所述皮层原料S和所述芯层原料C干燥后，按设定的比例送入皮芯复合纺丝组件中进行纺丝，制得低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维。
作为优选的技术方案：
如上所述的方法，干燥采用真空转鼓，干燥的温度为80～120℃，干燥的时间为8～24h，干燥后的所述皮层原料S或所述芯层原料C的含水率≤100ppm，之所以要控制所述皮层原料S或所述芯层原料C的含水率≤100ppm，是因为聚酯高分子易在纺丝过程中发生水解，使分子量降低，导致丝的质量下降，特别是单丝中若夹带水蒸气，易形成“气泡丝”，造成毛丝和断头。
如上所述的方法，送入皮芯复合纺丝组件中的过程为：将干燥后的芯层原料C送入一套纺丝系统，熔融，过滤后，经计量泵定量输入皮芯复合纺丝组件中；同时，将干燥后的皮层原料S材料送入另一套纺丝系统，熔融，过滤后，经计量泵定量输入所述皮芯复合纺丝组件中；皮层原料S和芯层原料C在皮芯复合纺丝组件中被隔离在不同的等长的腔内，两种纺丝熔体在皮芯复合纺丝组件中隔离的等长的腔内分别流动，而在出喷丝孔时复合形成皮芯型结构的复合纤维。
如上所述的方法，纺丝的工艺流程为：熔融纺丝→侧吹风冷却→上油(通过转动的上油轮将油剂涂覆在复合纤维丝束表面以改善其后道可加工性)→卷绕→拉伸→热定型；纺丝的工艺参数为：纺丝速度600～2000m/min，侧吹风温度0～30℃，冷却风相对湿度65～85％，侧吹风速度0.3～1m/min，拉伸倍数2～5倍，热定型温度60～90℃；纺丝采用的喷丝板上的喷丝孔数量为28～288。
有益效果：
(1)本发明的低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的制备方法，简单易操作，可以利用复合纺丝装置进行纺丝，可以进行工业化生产；
(2)本发明的低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的制备方法，采用资源可再生和生物可降解的原料，是一种环境友好型材料；
(3)本发明的低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维，皮层原料的玻璃化转变温度高于室温，可克服由于芯层原料的玻璃化转变温度低、结晶速度慢而引起的粘连现象及存放困难问题；
(4)本发明的低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的断裂强度为2.0～4.5cN/dtex，断裂伸长率为30～100％，可以通过纺粘、熔喷和水刺等工艺制备非织造布，进一步用于服用、家用以及医卫材料、土工、建筑、油气加工等非织造布领域。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，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。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
以下各实施例中断裂强度和断裂伸长率的测量方法：按照国家标准GB/T14344-2008进行测试，夹持距离为200mm，拉伸速度为200mm/min。
实施例1
一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)原料的准备；
皮层原料S为PLA，数均分子量为6×104g/mol；
芯层原料C为PBAT，数均分子量为7×104g/mol；芯层原料C中对苯二甲酸链段相对于二元酸链段的摩尔含量为45％；
(2)在温度为80℃下，采用真空转鼓对皮层原料S和芯层原料C干燥24h，干燥后的皮层原料S的含水率为50ppm，芯层原料C的含水率为50ppm；然后按设定的比例，将干燥后的芯层原料C和皮层原料S分别送入不同的纺丝系统，熔融，过滤后，经计量泵定量输入皮芯复合纺丝组件中进行纺丝，制得低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维；
其中，纺丝的工艺流程为：熔融纺丝→侧吹风冷却→上油→卷绕→拉伸→热定型；纺丝的工艺参数为：纺丝速度1200m/min，侧吹风温度15℃，冷却风相对湿度75％，侧吹风速度0.4m/min，拉伸倍数4倍，热定型温度75℃；纺丝采用的喷丝板上的喷丝孔数量为144。
制得的低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维，具有皮芯复合结构，皮层含量为15wt％；低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的横截面上，皮层的外边缘和芯层的外边缘都为圆形，二者同心；低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的断裂强度为4.3cN/dtex，断裂伸长率为50％。
实施例2
一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)原料的准备；
皮层原料S为PLA，数均分子量为6×104g/mol；
芯层原料C为PBAT，数均分子量为7×104g/mol；芯层原料C中对苯二甲酸链段相对于二元酸链段的摩尔含量为45％；
(2)在温度为80℃下，采用真空转鼓对皮层原料S和芯层原料C干燥24h，干燥后的皮层原料S的含水率为50ppm，芯层原料C的含水率为50ppm；然后按设定的比例，将干燥后的芯层原料C和皮层原料S分别送入不同的纺丝系统，熔融，过滤后，经计量泵定量输入皮芯复合纺丝组件中进行纺丝，制得低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维；
其中，纺丝的工艺流程为：熔融纺丝→侧吹风冷却→上油→卷绕→拉伸→热定型；纺丝的工艺参数为：纺丝速度1200m/min，侧吹风温度15℃，冷却风相对湿度75％，侧吹风速度0.4m/min，拉伸倍数4倍，热定型温度75℃；纺丝采用的喷丝板上的喷丝孔数量为144。
制得的低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维，具有皮芯复合结构，皮层含量为10wt％；低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的横截面上，皮层的外边缘和芯层的外边缘都为圆形，二者同心；低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的断裂强度为3.6cN/dtex，断裂伸长率为60％。
实施例3
一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)原料的准备；
皮层原料S为PLA，数均分子量为6×104g/mol；
芯层原料C为PBAT，数均分子量为7×104g/mol；芯层原料C中对苯二甲酸链段相对于二元酸链段的摩尔含量为45％；
(2)在温度为80℃下，采用真空转鼓对皮层原料S和芯层原料C干燥24h，干燥后的皮层原料S的含水率为50ppm，芯层原料C的含水率为50ppm；然后按设定的比例，将干燥后的芯层原料C和皮层原料S分别送入不同的纺丝系统，熔融，过滤后，经计量泵定量输入皮芯复合纺丝组件中进行纺丝，制得低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维；
其中，纺丝的工艺流程为：熔融纺丝→侧吹风冷却→上油→卷绕→拉伸→热定型；纺丝的工艺参数为：纺丝速度1200m/min，侧吹风温度15℃，冷却风相对湿度75％，侧吹风速度0.4m/min，拉伸倍数4倍，热定型温度75℃；纺丝采用的喷丝板上的喷丝孔数量为144。
制得的低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维，具有皮芯复合结构，皮层含量为30wt％；低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的横截面上，皮层的外边缘和芯层的外边缘都为圆形，二者不同心；低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的断裂强度为4.2cN/dtex，断裂伸长率为45％。
实施例4
一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)原料的准备；
皮层原料S为PBS，数均分子量为6×104g/mol；
芯层原料C为PBST，数均分子量为7×104g/mol；芯层原料C中对苯二甲酸链段相对于二元酸链段的摩尔含量为10％；
(2)在温度为90℃下，采用真空转鼓对皮层原料S和芯层原料C干燥12h，干燥后的皮层原料S的含水率为60ppm，芯层原料C的含水率为65ppm；然后按设定的比例，将干燥后的芯层原料C和皮层原料S分别送入不同的纺丝系统，熔融，过滤后，经计量泵定量输入皮芯复合纺丝组件中进行纺丝，制得低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维；
其中，纺丝的工艺流程为：熔融纺丝→侧吹风冷却→上油→卷绕→拉伸→热定型；纺丝的工艺参数为：纺丝速度600m/min，侧吹风温度0℃，冷却风相对湿度65％，侧吹风速度0.3m/min，拉伸倍数3倍，热定型温度60℃；纺丝采用的喷丝板上的喷丝孔数量为28。
制得的低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维，具有皮芯复合结构，皮层含量为10wt％；低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的横截面上，皮层的外边缘和芯层的外边缘都为圆形，二者同心；低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的断裂强度为4.0cN/dtex，断裂伸长率为65％。
实施例5
一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)原料的准备；
皮层原料S为PVA，数均分子量为7×104g/mol；
芯层原料C为PBST，数均分子量为6×104g/mol；芯层原料C中对苯二甲酸链段相对于二元酸链段的摩尔含量为20％；
(2)在温度为100℃下，采用真空转鼓对皮层原料S和芯层原料C干燥10h，干燥后的皮层原料S的含水率为80ppm，芯层原料C的含水率为70ppm；然后按设定的比例，将干燥后的芯层原料C和皮层原料S分别送入不同的纺丝系统，熔融，过滤后，经计量泵定量输入皮芯复合纺丝组件中进行纺丝，制得低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维；
其中，纺丝的工艺流程为：熔融纺丝→侧吹风冷却→上油→卷绕→拉伸→热定型；纺丝的工艺参数为：纺丝速度1400m/min，侧吹风温度10℃，冷却风相对湿度70％，侧吹风速度0.5m/min，拉伸倍数2.5倍，热定型温度70℃；纺丝采用的喷丝板上的喷丝孔数量为56。
制得的低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维，具有皮芯复合结构，皮层含量为25wt％；低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的横截面上，皮层的外边缘和芯层的外边缘都为十字形；低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的断裂强度为3.0cN/dtex，断裂伸长率为85％。
实施例6
一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)原料的准备；
皮层原料S为PGA，数均分子量为7×104g/mol；
芯层原料C为PBSF，数均分子量为12×104g/mol；芯层原料C中呋喃二甲酸链段相对于二元酸链段的摩尔含量为45％；
(2)在温度为110℃下，采用真空转鼓对皮层原料S和芯层原料C干燥9h，干燥后的皮层原料S的含水率为90ppm，芯层原料C的含水率为86ppm；然后按设定的比例，将干燥后的芯层原料C和皮层原料S分别送入不同的纺丝系统，熔融，过滤后，经计量泵定量输入皮芯复合纺丝组件中进行纺丝，制得低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维；
其中，纺丝的工艺流程为：熔融纺丝→侧吹风冷却→上油→卷绕→拉伸→热定型；纺丝的工艺参数为：纺丝速度1700m/min，侧吹风温度25℃，冷却风相对湿度75％，侧吹风速度0.8m/min，拉伸倍数4倍，热定型温度80℃；纺丝采用的喷丝板上的喷丝孔数量为144。
制得的低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维，具有皮芯复合结构，皮层含量为30wt％；低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的横截面上，皮层的外边缘和芯层的外边缘都为十字形；低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的断裂强度为3.8cN/dtex，断裂伸长率为60％。
实施例7
一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)原料的准备；
皮层原料S为PHA，数均分子量为5×104g/mol；
芯层原料C为PBAF，数均分子量为10×104g/mol；芯层原料C中呋喃二甲酸链段相对于二元酸链段的摩尔含量为40％；
(2)在温度为90℃下，采用真空转鼓对皮层原料S和芯层原料C干燥8h，干燥后的皮层原料S的含水率为100ppm，芯层原料C的含水率为100ppm；然后按设定的比例，将干燥后的芯层原料C和皮层原料S分别送入不同的纺丝系统，熔融，过滤后，经计量泵定量输入皮芯复合纺丝组件中进行纺丝，制得低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维；
其中，纺丝的工艺流程为：熔融纺丝→侧吹风冷却→上油→卷绕→拉伸→热定型；纺丝的工艺参数为：纺丝速度2000m/min，侧吹风温度30℃，冷却风相对湿度85％，侧吹风速度1m/min，拉伸倍数5倍，热定型温度90℃；纺丝采用的喷丝板上的喷丝孔数量为72。
制得的低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维，具有皮芯复合结构，皮层含量为40wt％；低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的横截面上，皮层的外边缘和芯层的外边缘都为圆形，二者同心；低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的断裂强度为3.3cN/dtex，断裂伸长率为70％。
实施例8
一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)原料的准备；
皮层原料S为PCL，数均分子量为7×104g/mol；
芯层原料C为PBAF，数均分子量为9×104g/mol；芯层原料C中呋喃二甲酸链段相对于二元酸链段的摩尔含量为20％；
(2)在温度为80℃下，采用真空转鼓对皮层原料S和芯层原料C干燥24h，干燥后的皮层原料S的含水率为60ppm，芯层原料C的含水率为60ppm；然后按设定的比例，将干燥后的芯层原料C和皮层原料S分别送入不同的纺丝系统，熔融，过滤后，经计量泵定量输入皮芯复合纺丝组件中进行纺丝，制得低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维；
其中，纺丝的工艺流程为：熔融纺丝→侧吹风冷却→上油→卷绕→拉伸→热定型；纺丝的工艺参数为：纺丝速度800m/min，侧吹风温度30℃，冷却风相对湿度85％，侧吹风速度1m/min，拉伸倍数3倍，热定型温度90℃；纺丝采用的喷丝板上的喷丝孔数量为36。
制得的低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维，具有皮芯复合结构，皮层含量为40wt％；低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的横截面上，皮层的外边缘和芯层的外边缘都为圆形，二者同心；低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的断裂强度为3.6cN/dtex，断裂伸长率为80％。

Claims (10)

1.一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维，其特征在于，具有皮芯复合结构；皮层原料S为PLA、PBS、PVA、PCL、PGA或PHA；芯层原料C为PBAT、PBST、PBSF或PBAF，芯层原料C中刚性芳香单体链段相对于二元酸链段的摩尔含量为10％～50％；皮层原料S与芯层原料C在相同温度下的熔融指数MI相差不超过15g/min。
2.根据权利要求1所述的一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维，其特征在于，皮层原料S的数均分子量为5.0×104～12.0×104g/mol，芯层原料C的数均分子量为5.0×104～12.0×104g/mol。
3.根据权利要求1所述的一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维，其特征在于，低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维中皮层含量为10wt％～40wt％。
4.根据权利要求1所述的一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维，其特征在于，低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的横截面上，皮层的外边缘或芯层的外边缘为圆形或十字形。
5.根据权利要求4所述的一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维，其特征在于，皮层的外边缘和芯层的外边缘都为圆形，二者同心或不同心。
6.根据权利要求1～5任一项所述的一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维，其特征在于，低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的断裂强度为2.0～4.5cN/dtex，断裂伸长率为30～100％。
7.制备如权利要求1～6任一项所述的一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维的方法，其特征在于，将所述皮层原料S和所述芯层原料C干燥后，按设定的比例送入皮芯复合纺丝组件中进行纺丝，制得低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，干燥采用真空转鼓，干燥的温度为80～120℃，干燥的时间为8～24h，干燥后的所述皮层原料S或所述芯层原料C的含水率≤100ppm。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，送入皮芯复合纺丝组件中的过程为：将干燥后的芯层原料C送入一套纺丝系统，熔融，过滤后，经计量泵定量输入皮芯复合纺丝组件中；同时，将干燥后的皮层原料S材料送入另一套纺丝系统，熔融，过滤后，经计量泵定量输入所述皮芯复合纺丝组件中。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，纺丝的工艺流程为：熔融纺丝→侧吹风冷却→上油→卷绕→拉伸→热定型；纺丝的工艺参数为：纺丝速度600～2000m/min，侧吹风温度0～30℃，冷却风相对湿度65～85％，侧吹风速度0.3～1m/min，拉伸倍数2～5倍，热定型温度60～90℃；纺丝采用的喷丝板上的喷丝孔数量为28～288。
CN202210892758.5A 2022-07-27 2022-07-27 一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维及其制备方法 Active CN115094541B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210892758.5A CN115094541B (zh) 2022-07-27 2022-07-27 一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210892758.5A CN115094541B (zh) 2022-07-27 2022-07-27 一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115094541A true CN115094541A (zh) 2022-09-23
CN115094541B CN115094541B (zh) 2023-09-05

Family

ID=83301745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210892758.5A Active CN115094541B (zh) 2022-07-27 2022-07-27 一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115094541B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115821426A (zh) * 2022-12-16 2023-03-21 扬州富威尔复合材料有限公司 一种具有抗菌功能的结晶型生物基低熔点聚酯复合纤维及其制备方法
CN116121907A (zh) * 2022-12-12 2023-05-16 东华大学 一种pbat/pla皮芯复合纤维及其制备方法
CN116236854A (zh) * 2023-05-11 2023-06-09 广东鑫球新材料科技有限公司 一种可变降解材料的滤芯

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014146590A1 (zh) * 2013-03-21 2014-09-25 宁波大发化纤有限公司 芯层采用再生聚酯的皮芯型聚酯短纤维及其制备方法
US20190390020A1 (en) * 2018-06-26 2019-12-26 Intrinsic Advanced Materials, LLC Biodegradable textiles, masterbatches, and method of making biodegradable fibers
US20200141030A1 (en) * 2017-02-22 2020-05-07 Nan Pao Resins Chemical Co., Ltd. Copolyester Material with Low Melting Point, Spinning and Weaving Functions and Method for Forming the Copolyester Material
CN111979605A (zh) * 2020-09-02 2020-11-24 安徽京安润生物科技有限责任公司 一种利用多组分可降解聚合物加工复合纤维的方法
CN112048783A (zh) * 2020-09-08 2020-12-08 浦江中创新材料科技有限公司 可生物降解刷丝及其制备方法
CN112251846A (zh) * 2020-10-28 2021-01-22 深圳市华远新材料有限公司 一种用于香烟过滤嘴具有o型皮芯结构的可降解丝束及其制备方法
CN112267172A (zh) * 2020-10-28 2021-01-26 深圳市华远新材料有限公司 一种用于香烟过滤嘴具有h型皮芯结构的可降解丝束及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014146590A1 (zh) * 2013-03-21 2014-09-25 宁波大发化纤有限公司 芯层采用再生聚酯的皮芯型聚酯短纤维及其制备方法
US20200141030A1 (en) * 2017-02-22 2020-05-07 Nan Pao Resins Chemical Co., Ltd. Copolyester Material with Low Melting Point, Spinning and Weaving Functions and Method for Forming the Copolyester Material
US20190390020A1 (en) * 2018-06-26 2019-12-26 Intrinsic Advanced Materials, LLC Biodegradable textiles, masterbatches, and method of making biodegradable fibers
CN111979605A (zh) * 2020-09-02 2020-11-24 安徽京安润生物科技有限责任公司 一种利用多组分可降解聚合物加工复合纤维的方法
CN112048783A (zh) * 2020-09-08 2020-12-08 浦江中创新材料科技有限公司 可生物降解刷丝及其制备方法
CN112251846A (zh) * 2020-10-28 2021-01-22 深圳市华远新材料有限公司 一种用于香烟过滤嘴具有o型皮芯结构的可降解丝束及其制备方法
CN112267172A (zh) * 2020-10-28 2021-01-26 深圳市华远新材料有限公司 一种用于香烟过滤嘴具有h型皮芯结构的可降解丝束及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
徐鼐, 中国科学技术大学出版社, pages: 54 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116121907A (zh) * 2022-12-12 2023-05-16 东华大学 一种pbat/pla皮芯复合纤维及其制备方法
CN116121907B (zh) * 2022-12-12 2024-03-01 东华大学 一种pbat/pla皮芯复合纤维及其制备方法
CN115821426A (zh) * 2022-12-16 2023-03-21 扬州富威尔复合材料有限公司 一种具有抗菌功能的结晶型生物基低熔点聚酯复合纤维及其制备方法
CN115821426B (zh) * 2022-12-16 2024-04-26 扬州富威尔复合材料有限公司 一种具有抗菌功能的结晶型生物基低熔点聚酯复合纤维及其制备方法
CN116236854A (zh) * 2023-05-11 2023-06-09 广东鑫球新材料科技有限公司 一种可变降解材料的滤芯

Also Published As

Publication number Publication date
CN115094541B (zh) 2023-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115094541A (zh) 一种低粘结性生物降解皮芯复合共聚酯纤维及其制备方法
EP0977912B1 (en) Degradable polymer fibers; preparation; product; and methods of use
KR102213562B1 (ko) 섬유의 제조 방법, 섬유 및 섬유로 제조된 원사
CN102162152B (zh) 一种聚酯纤维及织物
US20100180563A1 (en) Easily alkali soluble polyester and method for producing the same
CN103835021A (zh) 一种降解条件可控且无甲醛残留的易降解纤维制备方法
CN100491610C (zh) 一种可降解脂肪族/芳香族共聚物纤维的制备方法
KR20130112464A (ko) 외피―코어 일체형 폴리유산 섬유 및 그 제조 방법
CN102345180A (zh) 间苯二甲酸改性涤纶低弹网络纤维
JP4617872B2 (ja) ポリ乳酸繊維
CN103173889A (zh) 仿羊毛涤纶短纤维及其制备方法
JP2008057082A (ja) ポリ乳酸モノフィラメントの製造方法
JP6370079B2 (ja) 熱可塑性エラストマーからなる複合繊維
CN100412242C (zh) 聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯纤维的制备方法
JP2000054228A (ja) ポリアミド系複合繊維
JP4803192B2 (ja) 低収縮脂肪族ポリエステル繊維およびその製造方法
CN110791850A (zh) 一种高强免浆聚乳酸复丝及其制备方法
JP6537431B2 (ja) 芯鞘複合バインダー繊維
JP3694103B2 (ja) 自然分解性複合繊維及びその応用製品
JPH11302926A (ja) ポリエステル系複合繊維
CN113512193B (zh) 一种废弃聚酰胺6醇解再生的方法
JP4352843B2 (ja) ポリ乳酸繊維およびその製造方法
JP3557027B2 (ja) 自然分解性複合糸およびその製品
CN116121907B (zh) 一种pbat/pla皮芯复合纤维及其制备方法
CN115852520B (zh) 一种高强生物可降解聚酯纤维的制备方法

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