CN116876101A - 一种可降解高聚物有色纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可降解高聚物有色纤维的制备方法，染料在粘附剂的作用下包覆在可降解高聚物切片表面，采用熔融纺丝方法使染料分散至可降解高聚物熔体中，再经挤出成型、冷却固化及拉伸增强后得到所述可降解高聚物有色纤维。本发明由传统的可降解高聚物切片添加色母粒纺制有色纤维的方法改为染料(颜料)直接与切片混合进行有色纤维的纺制，制备方法简单、流程短、成本低，当切片在螺杆挤压机中受到热挤压并开始熔融时，染料(颜料)轻易地进入切片内部形成均匀的有色熔体，最终所得到的有色纤维色差较小。采用本发明制备方法制备的可降解高聚物有色纤维可通过进一步后加工制成无纺布、缝合线，用于石油化工、医用辅料、可吸收缝合线等领域。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料加工应用领域，特别是涉及一种可降解高聚物纤维的新颖纺丝染色法。
背景技术
在可降解高聚物纺丝领域内，对于使用熔融纺丝法制备有色纤维来说，传统的做法就是采用色母粒添加法。色母粒是一种将超常量的染料(颜料)均匀载入母体树脂的聚集体，一般来说使用色母粒有以下优点：(1)产品成本低，对批量小、换色频繁制品的成本降低尤为突出；(2)配色技术及操作简单，此技术尤其适用于设备及技术力量薄弱的工厂；(3)色母粒的颗粒状态与着色树脂颗粒相似，测量更方便、准确，可以保证添加量的稳定性，减少色差；(4)操作环境良好，由于色母粒呈颗粒状，因此操作中无染料(颜料)粉尘飞扬，避免环境污染；(5)使用方便。使用色母粒的缺点如下：(1)色母粒的使用通用性较差，如果色母粒的载体和原料不同，产品有可能出现起皮现象；(2)色母粒的生产需要一定量才可定做；(3)色母粒加入比例较低时会导致颜色分散性偏差，稳定性低，甚至出现阴阳面。传统采用色母粒制备有色纤维，每100克原料的色母粒添加比例为2.5％，色母粒中颜料含量为40％，那么每100克高聚物实际加入颜料为1克。假如色母粒切片的体积、比重与原料切片相仿，那么每粒色母粒大致应与40粒原料相混合。尽管在熔融状态下流动性较好，要想得到良好的混合调色效果也是较难的，这也是色母粒上色法得到的纤维会有色差的原因之一。
除了色母粒添加法之外，也有在纺丝过程中对可降解高聚物初生纤维进行着色以得到有色纤维来改善色差的问题。申请号为CN20222129927.8的一项中国专利涉及到一种聚乙醇酸缝线生产用染涂装置，目的在于提供一种连续运行的染涂装置，在染色箱内对已编织好的聚乙醇酸缝合线进行上色，以期在无张力的状态下使染色剂充分渗透缝合线，达到均匀上色的效果。该染色装置由于采用聚乙醇酸编织线为原料，编织线的内部相对比较紧密，虽然克服了色差的问题，但其染色效果与外层有差异是很难避免的。
上述的可降解高聚物有色纤维制备方法具有工艺复杂，流程繁琐，生产成本高，所制备的有色纤维存在色差及着色不均匀等问题。因此，亟待需要提供一种工艺简单、流程简明、成本低、着色均匀的可降解高聚物有色纤维的制备方法。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中制备有色纤维事存在的工艺复杂，成本高和效率低、着色不均匀等的问题，提供一种可降解高聚物有色纤维的新颖纺丝染色法。本发明将传统的可降解高聚物切片添加色母粒纺制有色纤维的方法改为染料(颜料)直接与切片混合进行有色纤维的纺制，制备方法简单流程缩短，生产成本低，适合于工业化生产。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种可降解高聚物有色纤维制备方法，具体为染料在粘附剂的作用下包覆在可降解高聚物切片表面，采用熔融纺丝方法使染料分散至可降解高聚物熔体中，再经挤出成型、冷却固化及卷绕后得到所述可降解高聚物有色纤维。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种可降解高聚物有色纤维制备方法，所述可降解高聚物为聚对二氧环己酮(PDO)、聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PGLA)、聚乳酸(PLA)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)中的一种或两种的混合物，可降解高聚物在总物料中的占比为98.0～99.6(W/W)％。本发明可降解高聚物的种类不限于此，其他具备相同功能的产品同样适用于本发明。
如上所述的一种可降解高聚物有色纤维制备方法，所述染料指有机染料、D&CViolet2#染料或无机染料；所述染料在总物料中的占比为0.1～1.0(W/W)％。染料添加量的大小会影响纤维的染料吸收率，染料添加量过小，会导致颜色过浅并引起明显色差；若染料添加量过大，纤维吸收染料量会达到一个上限平衡值，此时再增加染料用量也不会增加纤维的染料吸附率，反而会影响纤维的可纺性。
如上所述的一种可降解高聚物有色纤维制备方法，所述有机染料为酞菁蓝或酞菁绿，所述无机染料为钛白、钛黄、钴蓝、钴绿、铜铬黑、铬黄、铁蓝、镉红、镉黄、氧化铁红或氧化铁黄；本发明上述有机染料和无机染料的种类不限于此，其他具备相同功能的产品同样适用于本发明。
如上所述的一种可降解高聚物有色纤维制备方法，所述粘附剂为聚乙二醇、凡士林、甘油或白油中的一种或两种的混合，所述粘附剂在总物料中的占比为0.3～1.5(W/W)％。粘附剂添加量不能过多也不能过少，过少，染料无法有效的粘附在高聚物切片的表面，影响染料的均匀分布以及染色效果；过多则会影响总物料的流动性，可纺性能变差。
如上所述的一种可降解高聚物有色纤维制备方法，包括以下步骤：
(1)按比例称取可降解高聚物切片、染料和粘附剂于一容器内，对容器内的物料进行搅拌，使得染料均匀粘附在所述可降解高聚物切片的表面；
(2)在真空条件下对粘附有染料的可降解高聚物切片进行干燥；
(3)将干燥后的粘附有染料的可降解高聚物切片导入螺杆挤出机，采用熔融纺丝方法在纺丝温度作用下，使染料分散至可降解高聚物熔体中，然后经机头压力的作用通过喷丝板挤出成型、冷却固化及拉伸增强后得到所述可降解高聚物有色纤维；
(4)用卷绕机将所述可降解高聚物有色纤维绕在筒管上，得到可降解高聚物有色纤维成品；
(5)将可降解高聚物有色纤维成品真空封装后在-18℃低温条件下储存。
如上所述的一种可降解高聚物有色纤维的制备方法，步骤(2)中，真空干燥工艺条件包括：真空度为-70Kpa～-95Kpa，干燥温度为85℃，干燥时间为5～15小时。切片干燥过程实质上是物料的传热和传质过程，并同时伴随着高聚物结晶结构以及软化点等性能的变化而变化，影响干燥效果最主要的参数为温度和时间。对于干燥温度，温度高则干燥速度快，干燥时间短，干燥后切片的平衡含水率低，但温度太高则会导致切片产生粘结、大分子降解、色泽变黄，所以干燥温度是有上限的；对于干燥时间，与温度相关性较大，一般温度高时间可以缩短，反之时间增加，时间长有利于切片含水率降低，但时间过长则会导致大分子降解，色泽变黄，所以时间也是有上限的；真空的作用是防止氧气的存在对切片产生氧化老化反应。
如上所述的一种可降解高聚物有色纤维的制备方法，步骤(3)中，所述纺丝温度：对于聚对二氧环己酮(PDO)，为130～160℃；对于聚乙醇酸(PGA)，为230～260℃；对于聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PGLA)，为200～240℃；对于聚乳酸(PLA)，为200～250℃；对于聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)，为200～260℃；对于聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，为200～250℃。
如上所述的一种可降解高聚物有色纤维的制备方法，步骤(3)中，所述冷却固化的冷却风温度为5～15℃，所述拉伸增强的出生纤维的拉伸率为1.5～5倍。
如上所述的一种可降解高聚物有色纤维的制备方法，所述卷绕机的卷绕速度为200～1000m/min。
有益效果
(1)本发明的可降解高聚物有色纤维的制备方法简单、流程短、成本低、适合于工业化生产。
(2)本发明的可降解高聚物有色纤维的制备过程中纤维着色均匀，本发明采用的是将染料(颜料)粉末直接包覆在每粒原料切片的表面进行纺丝着色以制备有色纤维的方法，粘附剂的作用是将染料(颜料)粘附在原料切片表面，并防止粉末飞扬而污染环境。当切片在螺杆挤压机中受到热挤压并开始熔融时，染料(颜料)轻易地进入切片内部形成均匀的有色熔体，最终所得到的有色纤维色差较小。
(3)采用本发明制备方法所制备的可降解高聚物有色纤维，相比于后染色纤维方法而言，染料在熔融纺丝前就包覆在切片表面，熔融中染料轻而易举地与溶体混为一体，成型后的纤维表里一致，色牢度比后染色纤维大为增强，避免出现“白芯”(即内部无染料进入)现象。
(4)采用本发明制备方法所制备的可降解高聚物有色纤维，在熔融纺丝前染料粉末就已经包覆在每粒切片表面，熔融中染料分子均匀进入切片溶体形成混合均匀的有色熔体，经挤出成型后就得到了颜色均匀的有色纤维，相比于传统色母粒制备有色纤维的方法，克服了有色纤维染色存在色差的问题。
(5)采用本发明的制备方法制备的可降解高聚物有色纤维可通过进一步后加工制成无纺布、缝合线，可用于石油化工、医用辅料、可吸收缝合线等领域。
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。
一种可降解高聚物有色纤维制备方法，染料在粘附剂的作用下包覆在可降解高聚物切片表面，采用熔融纺丝方法使染料分散至可降解高聚物熔体中，再经挤出成型、冷却固化及拉伸增强后得到所述可降解高聚物有色纤维。
其中，可降解高聚物为聚对二氧环己酮、聚乙醇酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯中的一种或两种的混合物，可降解高聚物在总物料中的占比为98.0～99.6(W/W)％。
染料为有机染料、D&C Violet 2#染料或无机染料，染料在总物料中的占比为0.1～1.0(W/W)％。，其中有机染料为酞菁蓝或酞菁绿，无机染料为钛白、钛黄、钴蓝、钴绿、铜铬黑、铬黄、铁蓝、镉红、镉黄、氧化铁红或氧化铁黄。
粘附剂为聚乙二醇、凡士林、甘油或白油中的一种或两种的混合，粘附剂在总物料中的占比为0.3～1.5(W/W)％。
下面将从以下实施例中展开制备方法的具体步骤及工艺方法：
实施例1
一种聚对二氧环己酮(PDO)有色纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取98.0(W/W)％的PDO切片、1.0(W/W)％的酞菁蓝染料以及1.0(W/W)％的聚乙二醇于一容器内，对容器内的物料进行搅拌，确保酞菁蓝染料均匀粘附在PDO切片表面；
(2)在真空度为-95Kpa的真空条件下，以干燥温度85℃对粘附有酞菁蓝染料的PDO切片进行10小时的干燥；
(3)将步骤(2)得到的物料导入螺杆挤出机进行熔融纺丝，设置纺丝温度为160℃，PDO切片融化，使酞菁蓝染料分散至PDO熔体中；当熔体在螺杆机头压力作用下通过喷丝板挤出成型、冷却固化、拉伸增强后得到PDO有色纤维，其中冷却固化时冷却风温度为5℃，拉伸增强时出生纤维拉伸率为5倍；
(4)用卷绕机以1000m/min的卷绕速度将PDO有色纤维绕在筒管上，得到PDO有色纤维成品；
(5)将PDO有色纤维成品真空封装后在-18℃低温条件下储存。
本实施例PDO有色纤维成品是指具有酞菁蓝色彩的聚对二氧环己酮(PDO)有色纤维筒管。
实施例2
一种聚乙醇酸(PGA)有色纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取99.6(W/W)％的聚乙醇酸(PGA)切片、0.1(W/W)％的D&C Violet 2#染料以及0.3(W/W)％的甘油于一容器内，对容器内的物料进行搅拌，确保D&C Violet 2#染料均匀粘附在PGA切片表面；
(2)在真空度为-70Kpa的真空条件下，以干燥温度85℃对粘附有D&C Violet 2#染料的PGA切片进行8小时的干燥；
(3)将步骤(2)得到的物料导入螺杆挤出机进行熔融纺丝，设置纺丝温度为260℃，PGA切片融化，使D&C Violet 2#染料分散至PGA熔体中；当熔体在螺杆机头压力作用下通过喷丝板挤出成型、冷却固化、拉伸增强后便得到PGA有色纤维，其中冷却风温度为10℃，出生纤维拉伸率为1.5倍；
(4)用卷绕机以200m/min的卷绕速度将PGA有色纤维绕在筒管上，得到PGA有色纤维成品；
(5)将PGA有色纤维成品真空封装后在-18℃低温条件下储存。
本实施例PGA有色纤维成品是指具有D&C Violet 2#染料色彩的聚乙醇酸(PGA)有色纤维筒管。
实施例3
一种聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PGLA)有色纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取99.0(W/W)％的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PGLA)切片、0.4(W/W)％的酞菁绿染料以及0.6(W/W)％的凡士林于一容器内，对容器内的物料进行搅拌，确保酞菁绿染料均匀粘附在切片表面；
(2)在真空度为-80Kpa的真空条件下，以干燥温度85℃对粘附有酞菁绿染料的PGLA切片进行5小时的干燥；
(3)将步骤(2)得到的物料导入螺杆挤出机进行熔融纺丝，设置纺丝温度为240℃，PGLA切片融化，使酞菁绿染料分散至PGLA熔体中；当溶体在螺杆机头压力作用下通过喷丝板挤出成型、冷却固化、拉伸增强后便得到PGLA有色纤维，其中冷却固化时冷却风温度为8℃，拉伸增强时出生纤维拉伸率为4倍；
(4)用卷绕机以800m/min的卷绕速度将PGLA纤维绕在筒管上，得到PGLA有色纤维成品；
(5)将PGLA有色纤维成品真空封装后在-18℃低温条件下储存。
本实施例PGLA有色纤维成品指具有酞菁绿色彩的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PGLA)有色纤维筒管。
实施例4
一种聚乳酸(PLA)可降解高聚物有色纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取98.0(W/W)％的聚乳酸(PLA)切片、0.5(W/W)％的钛白染料以及1.5(W/W)％的白油于一容器内，对容器内的物料进行搅拌，确保钛白染料均匀粘附在PLA切片表面；
(2)在真空度为-95Kpa的真空条件下，以干燥温度85℃对粘附有钛白颜料的PLA切片进行5小时的干燥；
(3)将步骤(2)得到的物料导入螺杆挤出机进行熔融纺丝，设置纺丝温度为250℃，PLA切片融化，使钛白染料分散至PLA熔体中；当溶体在螺杆机头压力作用下通过喷丝板挤出成型、冷却固化和拉伸增强后便得到PLA有色纤维，其中，冷却风温度为5℃，拉伸增强时出生纤维拉伸率为3.5倍；
(4)用卷绕机以700m/min的卷绕速度将PLA有色纤维绕在筒管上，得到PLA有色纤维成品；
(5)将PLA有色纤维成品真空封装后在-18℃低温条件下储存。
本实施例PLA有色纤维成品是指具有钛白色彩的聚乳酸(PLA)有色纤维筒管。
实施例5
一种聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)有色纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取98.5(W/W)％的聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)切片、0.5(W/W)％的钛黄染料、0.5(W/W)％的甘油以及0.5(W/W)％的白油于一容器内，对容器内的物料进行搅拌，确保钛黄颜料均匀粘附在PBAT切片表面；
(2)在真空度为-75Kpa的真空条件下，以干燥温度85℃对粘附有钛黄染料的PBAT切片进行10小时的干燥；
(3)将步骤(2)得到的物料导入螺杆挤出机进行熔融纺丝，设置纺丝温度为260℃，PBAT切片融化，使钛黄染料分散至PBAT熔体中；当溶体在螺杆机头压力作用下通过喷丝板挤出成型、冷却固化、拉伸增强后得到PBAT有色纤维，其中，冷却固化时冷却风温度为8℃，拉伸增强时出生纤维拉伸率为4.8倍；
(4)用卷绕机以1000m/min的卷绕速度将PBAT有色纤维绕在筒管上，得到PBAT有色纤维成品；
(5)将PBAT有色纤维成品真空封装后在-18℃低温条件下储存。
本实施例PBAT有色纤维成品是指具有钛黄色彩的聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)有色纤维筒管。
实施例6
一种聚丁二酸丁二醇酯(PBS)有色纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取99.0(W/W)％的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)切片、0.2(W/W)％的钴蓝染料以及0.8(W/W)％的聚乙二醇于一容器内，对容器内的物料进行搅拌，确保钴蓝染料均匀粘附在PBS切片表面；
(2)在真空度为-80Kpa的真空条件下，以干燥温度85℃对粘附有钴蓝染料的PBS切片进行7小时的干燥；
(3)将干燥后的物料导入螺杆挤出机进行熔融纺丝，设置纺丝温度为250℃，PBS切片融化，使酞菁蓝染料分散至PBS熔体中；当PBS溶体在螺杆机头压力作用下通过喷丝板挤出成型、冷却固化、拉伸增强后便得到PBS有色纤维，其中冷却固化时冷却风温度为6℃，拉伸增强时出生纤维拉伸率为2.5倍；
(4)用卷绕机以500m/min的卷绕速度将PBS有色纤维绕在筒管上，得到PBS有色纤维成品；
(5)将PBS有色纤维成品真空封装后在-18℃低温条件下储存。
本实施例PBS有色纤维成品是指具有钴蓝色彩的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)有色纤维筒管。
实施例7
一种聚对二氧环己酮(PDO)有色纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取99.6(W/W)％的聚对二氧环己酮(PDO)切片、0.15(W/W)％的钴绿染料以及0.25(W/W)％的凡士林于一容器内，对容器内的物料进行搅拌，确保钴绿染料均匀粘附在PDO切片表面；
(2)在真空度为-70Kpa的真空条件下，以干燥温度85℃对粘附有钴绿染料PDO切片进行5小时的干燥；
(3)将步骤(2)得到的物料导入螺杆挤出机进行熔融纺丝，设置纺丝温度为130℃，PDO切片融化，使钴绿染料分散至PDO熔体中；当熔体在螺杆机头压力作用下通过喷丝板挤出成型、冷却固化、拉伸增强后便得到PDO有色纤维，其中冷却固化时冷却风温度为15℃，拉伸增强时出生纤维拉伸率为1.5倍；
(4)用卷绕机以250m/min的卷绕速度将PDO有色纤维绕在筒管上，得到PDO有色纤维成品；
(5)将PDO有色纤维成品真空封装后在-18℃低温条件下储存。
本实施例PDO有色纤维成品是指具有钴绿色彩的聚对二氧环己酮(PDO)有色纤维筒管。
实施例8
一种聚乙醇酸(PGA)有色纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取99.6(W/W)％的聚乙醇酸(PGA)切片、0.1(W/W)％的铜铬黑染料以及0.3(W/W)％的甘油于一容器内，对容器内的物料进行搅拌，确保铜铬黑染料均匀粘附在切片表面；
(2)在真空度为-95Kpa的真空条件下，以干燥温度85℃对粘附有铜铬黑染料的PGA切片进行5小时的干燥；
(3)将步骤(2)得到的物料导入螺杆挤出机进行熔融纺丝，设置纺丝温度为230℃，PGA切片融化，使铜铬黑染料分散至PGA熔体中；当熔体在螺杆机头压力作用下通过喷丝板挤出成型、冷却固化、拉伸增强后便得到PGA有色纤维，其中冷却固化时冷却风温度为15℃，拉伸增强时出生纤维拉伸率为1.5倍；
(4)用卷绕机以200m/min的卷绕速度将PGA有色纤维绕在筒管上，得到PGA有色纤维成品；
(5)将PGA有色纤维成品真空封装后在-18℃低温条件下储存。
本实施例PGA有色纤维成品是指具有铜铬黑色彩的聚乙醇酸(PGA)有色纤维筒管。
实施例9
一种聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PGLA)有色纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取98.0(W/W)％的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PGLA)切片、0.8(W/W)％的铬黄染料以及1.2(W/W)％的白油于一容器内，对容器内的物料进行搅拌，确保铬黄染料均匀粘附在PGLA切片表面；
(2)在真空度为-70Kpa的真空条件下，以干燥温度85℃对粘附有铬黄染料的PGLA切片进行15小时的干燥；
(3)将步骤(2)得到的物料导入螺杆挤出机进行熔融纺丝，设置纺丝温度为200℃，PGLA切片融化，使铬黄染料分散至PGLA熔体中；当熔体在螺杆机头压力作用下通过喷丝板挤出成型、冷却固化、拉伸增强后便得到PGLA有色纤维，其中冷却固化时冷却风温度为15℃，拉伸增强时出生纤维拉伸率为1.5倍；
(4)用卷绕机以200m/min的卷绕速度将PGLA有色纤维绕在筒管上，便得到PGLA有色纤维成品；
(5)将PGLA有色纤维成品真空封装后在-18℃低温条件下储存。
本实施例PGLA有色纤维成品是指具有铬黄色彩的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PGLA)有色纤维筒管。
实施例10
一种聚乳酸(PLA)有色纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取99.6(W/W)％的聚乳酸(PLA)切片、0.15(W/W)％的铁蓝染料以及0.25(W/W)％的聚乙二醇于一容器内，对容器内的物料进行搅拌，确保铁蓝染料均匀粘附在PLA切片表面；
(2)在真空度为-85Kpa的真空条件下，以干燥温度85℃对粘附有铁蓝染料的PLA切片进行10小时的干燥；
(3)将步骤(2)得到的物料导入螺杆挤出机进行熔融纺丝，设置纺丝温度为200℃℃，PLA切片融化，使铁蓝染料分散至PLA熔体中；当熔体在螺杆机头压力作用下通过喷丝板挤出成型、冷却固化、拉伸增强后便得到PLA有色纤维，其中冷却固化时冷却风温度为15℃，拉伸增强时出生纤维拉伸率为2.5倍；
(4)用卷绕机以400m/min的卷绕速度将PLA有色纤维绕在筒管上，得到PLA有色纤维成品；
(5)将PLA有色纤维成品真空封装后在-18℃低温条件下储存。
本实施例PLA有色纤维成品是指具有铁蓝色彩的聚乳酸(PLA)有色纤维筒管。
实施例11
一种聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)有色纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取99.6(W/W)％的聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)切片、0.1(W/W)％的镉红染料以及0.3(W/W)％的凡士林于一容器内，对容器内的物料进行搅拌，确保镉红染料均匀粘附在切片表面；
(2)在真空度为-95Kpa的真空条件下，以干燥温度85℃对粘附有镉红染料的PBAT切片进行5小时的干燥；
(3)将步骤(2)得到的物料导入螺杆挤出机进行熔融纺丝，设置纺丝温度为200℃，PBAT切片融化，使酞菁蓝染料分散至PBAT熔体中；当熔体在螺杆机头压力作用下通过喷丝板挤出成型、冷却固化、拉伸增强后便得到PBAT有色纤维，其中冷却固化时冷却风温度为5℃，拉伸增强时出生纤维拉伸率为2倍；
(4)用卷绕机以300m/min的卷绕速度将PBAT有色纤维绕在筒管上，得到PBAT有色纤维成品；
(5)将PBAT有色纤维成品真空封装后在-18℃低温条件下储存。
本实施例PBAT有色纤维成品是指具有镉红色彩的聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)有色纤维筒管。
实施例12
一种聚丁二酸丁二醇酯(PBS)有色纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取99.6(W/W)％的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)切片、0.18(W/W)％的镉黄染料以及0.22(W/W)％的聚乙二醇于一容器内，对容器内的物料进行搅拌，确保镉黄染料均匀粘附在切片表面；
(2)在真空度为-95Kpa的真空条件下，以干燥温度85℃对粘附有镉黄染料的PBS切片进行15小时的干燥；
(3)将步骤(2)得到的物料导入螺杆挤出机进行熔融纺丝，设置纺丝温度为200℃，PBS切片融化，使镉黄染料分散至PBS熔体中；当熔体在螺杆机头压力作用下通过喷丝板挤出成型、冷却固化、拉伸增强后便得到PBS有色纤维，其中冷却固化时冷却风温度为15℃，拉伸增强时出生纤维拉伸率为1.5倍；
(4)用卷绕机以200m/min的卷绕速度将PBS有色纤维绕在筒管上，得到PBS有色纤维成品；
(5)将PBS有色纤维成品真空封装后在-18℃低温条件下储存。
本实施例PBS有色纤维成品是指具有镉黄色彩的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)有色纤维筒管。
实施例13
一种聚乙醇酸(PGA)/聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PGLA)共混有色纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取49.0(W/W)％的聚乙醇酸(PGA)切片、49.0(W/W)％的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PGLA)切片、0.5(W/W)％的氧化铁红染料以及1.5(W/W)％的白油于一容器内，对容器内的物料进行搅拌，确保氧化铁红染料均匀粘附在PGA和PGLA切片的表面；
(2)在真空度为-95Kpa的真空条件下，以干燥温度85℃对上述切片进行8小时的干燥；
(3)将步骤(2)得到的物料导入螺杆挤出机进行熔融纺丝，设置纺丝温度为240℃PGA和PGLA切片融化，使氧化铁红染料分散至PGA/PGLA共混熔体中；当熔体在螺杆机头压力作用下通过喷丝板挤出成型、冷却固化、拉伸增强后便得到PGA/PGLA共混有色纤维，其中冷却固化时冷却风温度为5℃，拉伸增强时出生纤维拉伸率为3倍；
(4)用卷绕机以500m/min的卷绕速度PGA/PGLA共混有色纤维绕在筒管上，便得到最终的PGA/PGLA共混有色纤维成品；
(5)将有色纤维成品真空封装后在-18℃低温条件下储存。
本实施例PGA/PGLA共混有色纤维成品是指具有氧化铁红色彩的聚乙醇酸(PGA)/聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PGLA)共混有色纤维筒管。
实施例14
一种聚乙醇酸(PGA)有色纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取98.6(W/W)％的聚乙醇酸(PGA)切片、0.4(W/W)％的氧化铁黄染料、0.5(W/W)％的凡士林以及0.5(W/W)％比例的甘油于一容器内，对容器内的物料进行搅拌，确保氧化铁黄染料均匀粘附在PGA切片表面；
(2)在真空度为-85Kpa的真空条件下，以干燥温度85℃对粘附有氧化铁黄染料的PGA切片进行9小时的干燥；
(3)将步骤(2)得到的物料导入螺杆挤出机进行熔融纺丝，设置纺丝温度为245℃，PGA切片融化，使酞菁蓝染料分散至PGA熔体中；当熔体在螺杆机头压力作用下通过喷丝板挤出成型、冷却固化、拉伸增强后得到PGA有色纤维，其中冷却固化时冷却风温度为8℃，拉伸增强时出生纤维拉伸率为3.5倍；
(4)用卷绕机以650m/min的卷绕速度将PGA有色纤维绕在筒管上，得到PGA有色纤维成品；
(5)将PGA有色纤维成品真空封装后在-18℃低温条件下储存。
本实施例PGA有色纤维成品是指具有氧化铁黄色彩的聚乙醇酸(PGA)有色纤维筒管。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种可降解高聚物有色纤维制备方法，其特征在于，染料在粘附剂的作用下包覆在可降解高聚物切片表面，采用熔融纺丝方法使染料分散至可降解高聚物熔体中，再经挤出成型、冷却固化及拉伸增强后得到所述可降解高聚物有色纤维。
2.根据权利要求1所述的一种可降解高聚物有色纤维制备方法，其特征在于，所述可降解高聚物为聚对二氧环己酮、聚乙醇酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯中的一种或两种的混合物，可降解高聚物在总物料中的占比为98.0～99.6(W/W)％。
3.根据权利要求1所述的一种可降解高聚物有色纤维制备方法，其特征在于，所述染料为有机染料、D&CViolet2#染料或无机染料；所述染料在总物料中的占比为0.1～1.0(W/W)％。
4.根据权利要求3所述的一种可降解高聚物有色纤维制备方法，其特征在于，所述有机染料为酞菁蓝或酞菁绿，所述无机染料为钛白、钛黄、钴蓝、钴绿、铜铬黑、铬黄、铁蓝、镉红、镉黄、氧化铁红或氧化铁黄。
5.根据权利要求1所述的一种可降解高聚物有色纤维制备方法，其特征在于，所述粘附剂为聚乙二醇、凡士林、甘油或白油中的一种或两种的混合，所述粘附剂在总物料中的占比为0.3～1.5(W/W)％。
6.根据权利要求1所述的一种可降解高聚物有色纤维制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按比例称取可降解高聚物切片、染料和粘附剂于一容器内，对容器内的物料进行搅拌，使得染料均匀粘附在所述可降解高聚物切片的表面；
(2)在真空条件下对粘附有染料的可降解高聚物切片进行干燥；
(3)将干燥后的粘附有染料的可降解高聚物切片导入螺杆挤出机，采用熔融纺丝方法在纺丝温度作用下，使染料分散至可降解高聚物熔体中，然后经机头压力的作用通过喷丝板挤出成型、冷却固化及拉伸增强后得到所述可降解高聚物有色纤维；
(4)用卷绕机将所述可降解高聚物有色纤维卷绕在筒管上，得到可降解高聚物有色纤维成品；
(5)将可降解高聚物有色纤维成品真空封装后在-18℃低温条件下储存。
7.根据权利要求6所述的一种可降解高聚物有色纤维的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，真空干燥工艺条件包括：真空度为-70Kpa～-95Kpa，干燥温度为85℃，干燥时间为5～15小时。
8.根据权利要求6所述的一种可降解高聚物有色纤维的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述纺丝温度：对于聚对二氧环己酮，为130～160℃；对于聚乙醇酸，为230～260℃；对于聚乳酸-羟基乙酸共聚物，为200～240℃；对于聚乳酸，为200～250℃；对于聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯，为200～260℃；对于聚丁二酸丁二醇酯，为200～250℃。
9.根据权利要求6所述的一种可降解高聚物有色纤维的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述冷却固化的冷却风温度为5～15℃，所述拉伸增强的出生纤维的拉伸率为1.5～5倍。
10.根据权利要求6所述的一种可降解高聚物有色纤维的制备方法，其特征在于，所述卷绕机的卷绕速度为200～1000m/min。
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| CN202310872228.9A CN116876101A (zh) | 2023-07-17 | 2023-07-17 | 一种可降解高聚物有色纤维的制备方法 |
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Family Applications (1)
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| CN202310872228.9A Pending CN116876101A (zh) | 2023-07-17 | 2023-07-17 | 一种可降解高聚物有色纤维的制备方法 |
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2023
- 2023-07-17 CN CN202310872228.9A patent/CN116876101A/zh active Pending
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