CN117802595A - 一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法。所述方法包括以下步骤：S1干燥：首先将原料置于60~80℃鼓风烘箱中干燥2~8h，再将其置于80~100℃真空烘箱中干燥16~40h；S2纺丝：将步骤S1干燥过的原料喂入到温度为聚羟基脂肪酸酯的熔点±25℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后，再经过20~47℃水浴后，最后经卷绕得到单丝。本发明采用连续法制备聚羟基脂肪酸酯单丝，解决了以聚羟基脂肪酸酯为原料的纤维熔融纺丝中因固化较慢使纤维之间粘连的问题，纺丝工艺和牵伸工艺连续进行，加工速度较快，操作简单，既节省劳力又提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法。
背景技术
近年来，随着现代生活物质水平的提高和白色污染问题的加重，人们逐渐意识到生活便利所附带的塑料垃圾给生态环境造成了巨大的负担，这将不利于人与环境和谐共存。这种认识促进了生物可降解材料的发展，尤其是使用后不需要过于严苛的降解环境如仅在微生物的作用下便可被降解的生物可降解材料备受关注。该生物可降解材料中，由微生物在自然环境中发酵合成的聚羟基脂肪酸酯（PHA）具有在土壤、河流、湖泊和海水等自然环境中快速降解的优良性能。PHA是一种热塑性聚酯，它可以像一般塑料一样进行加工，得到各种形式的制品，其中包含一些纤维制品，如手术用缝合线等医疗用产品，防鸟网、割草线等农业用品，钓鱼线、渔网等渔业用品，茶包、绳索等生活用品，衣物、窗帘等纺织用品，无纺布、过滤器等卫生用材料。
目前，较为常见的几个商业化PHA种类为：聚（3-羟基丁酸酯）、聚（3-羟基丁酸酯-co-3-羟基己酸酯）（以下缩写为PHBH）、聚（3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸脂）、聚（3-羟基丁酸-co-4-羟基丁酸酯）。但由于这些PHA，尤其是PHBH，结晶较为缓慢，出现纤维粘连、难以退丝等现象，即便通过先将纤维表面降到玻璃化转变温度左右再进行牵伸，解决了粘连的问题，但这仍然存在难以牵伸、无法连续制备、纺丝不稳定及生产效率较低等情况，难以通过普通熔融纺丝技术得到满足市场要求的机械性能和生产效率的纤维，需要对加工工艺进行定制化研究。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种熔融纺丝和牵伸工艺，在不额外增加设备成本的前提下，提高纺丝效率和稳定性，实现聚羟基脂肪酸酯单丝的产业化生产。本发明找到了一种结晶平衡状态，研究出既能够实现结晶又能够进行正常拉伸的加工工艺，所得到的单丝可生物降解。
本发明的一个目的是提供一种聚羟基脂肪酸酯单丝的连续制备方法，通过简单且连续的熔融纺丝工艺，得到聚羟基脂肪酸酯单丝。
本发明的另一目的是提供一种由上述方法制备的聚羟基脂肪酸酯单丝。
为此，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种聚羟基脂肪酸酯单丝的连续制备方法，所述聚羟基脂肪酸酯方法包括以下步骤：
S1干燥：首先将原料置于60~80℃鼓风烘箱中干燥2~8h，再将其置于80~100℃真空烘箱中干燥16~40h；
S2纺丝：将步骤S1干燥过的原料喂入到温度为聚羟基脂肪酸酯的熔点±25℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后，再经过20~47℃水浴后，最后经卷绕得到单丝。
干燥
根据本发明，其干燥过程分为两步，首先将原料置于60~80℃鼓风烘箱中干燥2~8h，例如3，4，5，6，7h，再将其置于80~100℃真空烘箱中干燥16~40h，例如18，19，20，24，26，28，30，32，34h等。置于鼓风烘箱一段时间的目的是先通过一定温度的鼓风将原料中聚羟基脂肪酸酯表面的水分除去，以防直接升高至较高温度干燥时材料发生降解，再将其置于真空干燥箱干燥，此步骤操作后，不仅可以一定程度上减小材料在干燥过程中可能产生降解使性能受损的几率，还可达到纺丝所需的水含量要求，如果纺丝过程中水含量较高，则材料在高温的螺杆中可能会发生水解，也会形成气泡导致断丝，无法稳定纺丝。
经过本发明研究发现：当不进行干燥或当仅进行鼓风干燥时，制备过程容易粘板、熔滴、断丝而无法纺丝；当仅进行真空干燥时，虽然可以纺丝，但是纺丝的材料的性能较差，难以投入实际的使用；此外，当干燥的温度低于本发明设定的范围时，虽然可以纺丝，但是纺丝的材料的性能较差，难以投入实际的使用；当干燥的温度高于本发明设定的范围时，在干燥阶段就会发生粘块，无法使用。
纺丝
根据本发明，其熔融纺丝机优选为单螺杆纺丝机，温度设置范围为材料的熔点±25℃范围内（例如PHBH材料熔点为140~150℃之间，其纺丝温度例如可为115~175℃）。此温度范围是根据材料性能，调节各区温度，使其达到适合后道加工的熔体状态。
在一实施方式中，温度设置范围为130~175℃，优选的是，熔融纺丝机温度设置范围为130~170℃。
根据本发明，其水浴温度为20~47℃，例如20、30、35、40、45℃，水浴深度为5~30cm，水浴长度为0.5~3m，例如0.8、1、1.5、2m。优选的是，水浴长度为0.9~2m。超出以上范围可能导致粘辊、无法牵伸和/或单丝断裂强度下降等。水浴长度可随纺丝温度的升高而延长，保证牵伸时不粘连且满足后续牵伸即可。此步骤目的是为了使单丝部分结晶，既利于后续牵伸，也保证单丝之间不粘连。
经过本发明的研究发现，在上述步骤S1、S2的基础上，可在水浴固化之后以及在卷绕之前引入牵伸步骤。其他条件一致的情况下，引入牵伸步骤后，制备的纤维性能进一步提高，即在相同的干燥、纺丝、水浴条件下，接入牵伸步骤后，可以进一步提高制备的单丝的性能。根据本发明的聚羟基脂肪酸酯单丝的连续制备方法中，牵伸温度优选低于结晶温度20℃以下。其他条件一致的情况下，牵伸倍数越高，纤维强度越高。
上述牵伸步骤中，在一实施方式中，牵伸温度为25~40℃；进一步地，牵伸温度可为30~40℃。在另一实施方式中，牵伸倍数为4~10倍；进一步地，牵伸倍数可为5~10倍。
经过本发明研究发现，当牵伸温度高于本发明范围时，存在结晶速率较快、纤维牵伸不均匀的趋势；当牵伸温度低于本发明温度时，存在纤维牵伸不完全、纺丝不稳定的趋势。当牵伸倍数小于4倍时，晶体取向不足，存在所得纤维性能较差的趋势。当牵伸倍数大于10倍时，存在断丝和纤维纺丝稳定性降低的不利趋势。
进一步地，牵伸方法可为一段、两段甚至多段冷牵伸或热牵伸，其中热牵伸分为热辊牵伸和冷辊热介质牵伸两种。
其中，一段牵伸法即指经过一组牵伸辊进行牵伸。
例如，在一实施方式中，具体的过程可为：熔融挤出—水浴冷却—一道热辊拉伸【第一牵伸辊（热辊）—第二牵伸辊（热辊）】—卷绕。第一牵伸辊的速度为25~70m/min，第二牵伸辊的速度200~500m/min，卷绕辊速度200~500m/min，优选牵伸倍数为4~10倍；优选的是，第一牵伸辊的速度为30~50m/min，第二牵伸辊的速度200~400m/min，卷绕辊速度200~400m/min，优选牵伸倍数为5~10倍。
在一实施方式中，所述牵伸为一段牵伸，其中，所述一段牵伸的第一牵伸辊的速度为50~70m/min；或，所述牵伸为两段牵伸，其中，所述两段牵伸的所述第一牵伸辊的速度为25~30m/min。
其中，多段牵伸法即指经过多组牵伸辊进行牵伸。
以两段牵伸法为例，具体过程为：具体的牵伸工艺可以为：熔融挤出—水浴冷却— 一道水浴拉伸【第一牵伸辊（冷辊）—热水槽—第二牵伸辊（冷辊）】—二道空气拉伸【第二牵伸辊（冷辊）—热风烘箱—第三牵伸辊（冷辊）】—热定型—卷绕，第一牵伸辊的速度为10~30m/min，第二牵伸辊的速度为30~100m/min，第三牵伸辊的速度为70~400m/min，卷绕辊速度为70~400m/min，优选的是，第一牵伸辊的速度为15~30m/min，第二牵伸辊的速度为40~100m/min，第三牵伸辊的速度为90~300m/min，卷绕辊速度为90~300m/min，优选牵伸倍数为4~10倍，更优选为5~10倍。
这里的牵伸倍数是指最后一个牵伸辊与第一牵伸辊之间的速度比，如在一段牵伸中，当第一牵伸辊的速度为50m/min，第二牵伸辊的速度为300m/min，此时的牵伸倍数为6倍；如在两段牵伸中，当第一牵伸辊的速度为25m/min，第二牵伸辊的速度为100m/min，第三牵伸辊的速度为200m/min，此时的牵伸倍数为8倍。
经过本发明研究发现：无论是一段牵伸还是多段牵伸，当第一牵伸辊的速度为25~70m/min时，在其他条件不变的情况下（牵伸倍数也不变），第一牵伸辊的速度越高，相对制备的单丝的断裂强度越高，性能更优。
在一实施方式中，尤其是引入多段牵伸时，卷绕辊速度的范围是70~400m/min。
第二方面，本发明还提供了一种聚羟基脂肪酸酯单丝，其是通过上述方法制备的，其断裂强度在1.00 cN/dtex以上，例如1.30 cN/dtex以上，1.40 cN/dtex以上，1.50 cN/dtex以上，1.60 cN/dtex以上，1.70 cN/dtex以上，1.80 cN/dtex以上，1.90 cN/dtex以上，2.00 cN/dtex以上，能够满足现有不同应用场景的使用。
进一步的，当引入牵伸步骤后，在其他条件不变的情况下，制备的单丝的性能更高，例如，制备的单丝断裂强度可达2.59cN/dtex，此时的断裂伸长率53.15%；甚至单丝断裂强度可达3.58cN/dtex ，此时的断裂伸长率43.29%。
一般情况下随着纤维的断裂强度增加，其断裂伸长率会减小。这是因为纤维在受力过程中，由于强度的增加，纤维中的结构会更容易破坏，从而导致纤维的断裂伸长率降低。
本发明人经过研究还发现：在其他工艺条件不变的情况下，与一段牵伸相比，当引入多段牵伸时，制备的单丝的性能相对更好。
原料
本发明方法中，所述原料是造粒后的粒料，包含聚羟基脂肪酸酯和任选的添加剂。如下所述，添加剂包括但不限于成核剂、增塑剂、增韧剂、增强剂、交联剂、扩链剂、润滑剂、填料等有机或无机材料。
聚羟基脂肪酸酯
根据本发明，用于所述聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法的聚羟基脂肪酸酯含有以下通式I表示的结构单元：
[OCHR1(CH2)xCO] 通式I
其中，R1为选自CpH2p+1所示的烷基中的一种或多种，p为1~15的整数，优选为1~10的整数，更优选为1~8的整数；作为R1，可列举例如：甲基、乙基、丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基等直链或支链烷基；
x为1，2或3。
当x=1时，通式I表示3-羟基烷酸酯结构单元；当x=2时，通式I表示4-羟基烷酸酯结构单元；当x=3时，通式I表示5-羟基烷酸酯结构单元。其中，3-羟基烷酸酯结构单元和4-羟基烷酸酯结构单元较为常见，如3-羟基丁酸酯结构单元（以下有时称为3HB）、4-羟基丁酸酯结构单元（以下有时称为4HB）。
优选地，所述聚羟基脂肪酸酯包括至少一种聚(3-羟基烷酸酯) （以下有时称为PHB）。
进一步地，所述聚(3-羟基烷酸酯)为仅包含3-羟基丁酸酯结构单元的聚（3-羟基丁酸酯）均聚物，或者为包含3-羟基丁酸酯结构单元和其他羟基烷酸酯结构单元的聚（3-羟基丁酸酯）共聚物。
本发明所述聚羟基脂肪酸酯的制造方法没有特殊限制，如本领域已知的，可以是利用化学合成的制造方法，也可以是利用微生物的制造方法。
本发明所述聚羟基脂肪酸酯特别优选由微生物产生的聚羟基脂肪酸酯，在由微生物产生的聚羟基脂肪酸酯中，3-羟基烷酸酯结构单元全部以(R)3-羟基烷酸酯结构单元的形式含有。在本发明的一个实施方式中，含有聚羟基脂肪酸酯系树脂的微生物细胞可以通过培养具有聚羟基脂肪酸酯生产能力的微生物而得到。
在本发明的一个实施方式中，具有聚羟基脂肪酸酯生产能力的微生物没有特别限定，可以使用从自然界分离出的微生物、在菌株的保藏机构(例如IFO、ATCC等)中保藏的微生物、或者可以由这些微生物制备的突变体、转化体等。例如可举出：贪铜菌(Cupriavidus)属、产碱杆菌(Alcaligenes)属、罗尔斯通氏菌(Ralstonia)属、假单胞菌(Pseudomonas)属、芽孢杆菌(Bacillus)属、固氮菌(Azotobacter)属、诺卡尔菌(Nocardia)属、气单胞菌(Aeromonas)属的菌等。特别优选Alcaligenes lipolytica(A.lipolytica)、广泛产碱菌(A.latus)、豚鼠气单胞菌(A.caviae)、嗜水气单胞菌(A.hydrophila)、钩虫贪铜菌(C.necator)等菌株。另外，在微生物本来不具有聚羟基脂肪酸酯的生产能力的情况、或者生产量低的情况下，也可以使用将目标聚羟基脂肪酸酯的合成酶基因和/或其突变体导入该微生物而得到的转化体。作为用于这样的转化体的制作的聚羟基脂肪酸酯的合成酶基因，没有特别限定，优选为来自豚鼠气单胞菌的聚羟基脂肪酸酯合成酶的基因。
进一步地，聚羟基脂肪酸酯是以3-羟基丁酸 (以下，也简称为3HB)作为单体单元聚合的聚（3-羟基烷酸酯）的总称。聚（3-羟基烷酸酯）（PHB）可以是3-羟基丁酸的均聚物聚(3-羟基丁酸酯)，也可以是3-羟基丁酸与其它羟基烷酸的共聚物。作为其它羟基烷酸，可以是3-羟基烷酸、4-羟基烷酸、5-羟基烷酸等。其中3-羟基烷酸，例如可以使用选自3-羟基己酸 (以下也简称为3HH)、3-羟基庚酸、3-羟基辛酸、3-羟基壬酸、3-羟基癸酸、3-羟基十一烷酸、3-羟基十二烷酸、3-羟基十三烷酸、3-羟基十四烷酸、3-羟基十五烷酸和3-羟基十六烷酸中的一种以上的单体。
其中，在所述聚（3-羟基烷酸酯）中，所述3-羟基丁酸酯结构单元与其它羟基烷酸酯结构单元的平均含有比率为50/50～99/1(摩尔%/摩尔%)；在聚羟基烷酸酯原料为两种以上羟基烷酸单体的混合物的情况下，平均含有比率是指混合物中所含的3-羟基丁酸与其它羟基烷酸单体总量的摩尔比。
简言之，作为聚(3-羟基烷酸酯)的具体例，可列举例如：聚(3-羟基丁酸酯)、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基丙酸酯)、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯)（简称：P3HB3HV，下称PHBV）、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯-共-3-羟基己酸酯) （下称P3HB3HV3HH）、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯)（简称：P3HB3HH，下称PHBH）、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基庚酸酯)、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基辛酸酯) （下称PHBO）、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基壬酸酯)、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基癸酸酯)、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基十一烷酸酯)、聚(3-羟基丁酸酯-共-4-羟基丁酸酯)（简称：P3HB4HB，下称P34HB）等。
进一步地，作为聚（3-羟基烷酸酯），从容易在工业上生产的方面考虑，优选为聚(3-羟基丁酸酯)、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯)、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基辛酸酯)等，特别优选为聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯)。对于构成上述3HB及3HH这两种成分的共聚物PHBH的各单体单元的组成比，没有特别限定，将全部单体单元的合计设为100摩尔％时，3HH单元可以为1摩尔％以上且50摩尔％以下，也可以为1摩尔％以上且25摩尔％以下，还可以为1摩尔％以上且15摩尔％以下。
优选地，所述聚羟基脂肪酸酯可以是聚（3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯），特别地，其重均分子量可为25~50万。
本发明人经过研究发现，对于采用本方案制备的聚（3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯）纤维材料均能获得很好的柔韧性，且制备过程的结晶速度较快。进一步的比较研究还发现，当所述聚（3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯）中的3HH含量为4~11mol%时能相对获得均衡加工效率与材料柔韧性的最佳组合。当3HH含量过低时，如小于4%时，能获得结晶速度较高的纤维材料，得到的纤维坚硬但柔韧性相比于3HH含量大于4%的较差；当3HH含量超过11%时，能获得纤维柔韧性较好的纤维材料，但是结晶速度相对于3HH含量低于11%时较差。进一步比较发现，综合均衡加工效率与材料柔韧性最优选的范围可以是，聚（3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯）中3HH含量为4~8mol%。
添加剂
此外，在不抑制本发明效果的前提下，除聚羟基脂肪酸酯外，还可根据纤维生产需要，在原料中添加添加剂（或称助剂）与聚羟基脂肪酸酯复配，可包括但不限于成核剂、增塑剂、增韧剂、增强剂、交联剂、扩链剂、润滑剂、填料等有机或无机材料，可以单独使用，也可以两种以上组合使用。而且，还可以根据生产需要，调整添加剂的添加量，本发明对此没有特别限制。
作为优选，在一些实施例中，所述原料中还包括成核剂。添加成核剂可以进一步降低达到聚羟基脂肪酸酯不粘连所需的时间，从而提高加工效率。
更优选地，按重量百分比计，所述成核剂在所述原料中的添加量为0.1-10%，例如0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、8%。成核剂添加量过高会降低聚羟基脂肪酸酯的机械性能。
在一些实施方式中，所述成核剂可以为选自碳酸钙、滑石粉、二氧化钛、尿嘧啶、半乳糖醇、磷酸氢锆、酰胺类化合物、氮化硼中的一种或多种；其中，所述酰胺类化合物选自N,N’-己基-1,6-二[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酰胺、二硫化四甲基秋兰姆、四甲基硫代过氧化二碳酸二酰胺、N,N’-1,6-己二基二[N-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)]-甲酰胺、N,N’-1,2-乙二基双十八(碳)酰胺、(Z,Z)-N,N’-1,2-乙二亚基双-9-十八烯酰胺、二十二酰胺（山嵛酸酰胺）、十八酰胺、芥酸酰胺、山嵛酸酰胺、油酸酰胺、硬脂基芥酸酰胺、N,N’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺、N,N-二(羟基乙基)椰油酰胺中的一种或多种。
除此之外，本发明中的成核剂还可以为选自脂肪酸、脂肪醇、脂肪族羟基酸、脂肪族羧酸酯、乳酸或其链酯类衍生物中的一种或多种。
具体的，脂肪酸可以为碳原子数为5-30的脂肪酸，如戊酸、十烷酸（癸酸/正癸酸）；优选碳原子数为10以上的高级脂肪酸；进一步优选为碳原子为偶数碳的长链高碳脂肪酸，具体非限制性的，例如月桂酸（十二烷酸）、肉豆蔻酸（十四烷酸）、棕榈酸（十六烷酸）、硬脂酸（十八烷酸）、花生酸（二十烷酸）、山嵛酸（二十二烷酸）、木焦油酸（二十四烷酸）、蜡酸（二十六酸）、褐煤酸（二十八酸）或蜂花酸（三十烷酸）中的一种或多种；更优选为山嵛酸。
具体的，脂肪醇可以为碳原子数为5-30的脂肪醇，如戊醇、碳八醇等；优选碳原子数为10以上的高级脂肪醇；进一步优选为碳原子为偶数碳的长链高碳脂肪醇，具体非限制性的，例如1,16-十六烷二醇、硬脂二醇（1,2-十八烷二醇）、1,22-二十二烷二醇、月桂醇（十二醇）、肉豆蔻醇（十四醇）、棕榈醇（十六烷醇）、花生醇（二十烷醇）、山嵛醇（二十二醇）、蜡醇（二十六烷醇）、普利醇（二十八烷醇）、蜂花醇（三十烷醇）、虫蜡醇（三十二烷醇）中的一种或多种；更优选为二十二醇。
具体的，脂肪族羟基酸可以为碳原子数为5-30的脂肪族羟基酸，优选碳原子数为10以上的脂肪族羟基酸，具体非限制性的，例如3-羟基十三酸、3-羟基十四酸、8-羟基十四酸、15-羟基十五酸、2-羟基十六酸、3-羟基十六酸、16-羟基十六酸、9 ,10 ,16-三羟基十六酸、3-羟基十七酸、17-羟基十七酸、2-羟基十八酸、3-羟基十八酸、12-羟基十八酸、20-羟基二十酸、2-羟基二十二酸、22-羟基二十二酸中的一种或多种。
具体的，脂肪族羧酸酯可以为碳原子数为5-30的脂肪族羧酸酯，优选碳原子数为10以上的脂肪族羧酸酯，具体非限制性的，例如十六酸乙酯、2-乙基己基十六酸酯、十六酸十六酯、十九酸甲酯、二十酸甲酯、二十酸乙酯、二十二酸甲酯、二十二酸乙酯、二十四酸甲酯、二十四酸乙酯、三十酸甲酯中的一种或多种。
具体的，乳酸或其链酯类衍生物为L-乳酸、D-乳酸、DL-乳酸、丙交酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯中的一种或多种。
在一些实施方式中，所述增塑剂可以为多元酸的高沸点酯，例如邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二异庚酯、邻苯二甲酸二庚酯、二十一烷基邻苯二甲酸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯或邻苯二甲酸二异丁酯或邻苯二甲酸二十三烷基酯；柠檬酸酯，例如柠檬酸三乙酯、柠檬酸三甲酯、柠檬酸正丁基三正己酯、柠檬酸三正丁酯；己二酸酯，例如己二酸二-2-乙基己酯、己二酸二异癸酯、己二酸二异壬酯、己二酸二辛酯等；癸二酸酯，例如癸二酸二辛酯、癸二酸二十二烷基酯、癸二酸二丁氧基乙酯或癸二酸二正丁酯；壬二酸酯，例如壬二酸二正丁酯和壬二酸二异辛酯；高分子量二醇，例如三甘醇二乙酸酯、三甘醇辛酸酯、聚乙二醇、聚(丙二醇)；甘油衍生物，例如甘油三己酸酯、甘油三丁酸酯；季戊四醇及其衍生物；磺酸衍生物，如甲苯磺酰胺；环氧衍生物，例如脂肪酸的环氧化酯、环氧化大豆油、环氧化亚麻子油；环氧化的辛酯；环氧化的乙醇油酸酯；取代的脂肪酸酯，例如棕榈酸酯、硬脂酸酯、油酸酯、蓖麻油酸酯和月桂酸酯，例如山梨糖醇单月桂酸酯、山梨糖醇单油酸酯、聚(氧乙烯)山梨糖醇单月桂酸酯、聚(氧乙烯)月桂基乙醚、乙酰蓖麻油酸丁酯；磷酸衍生物 (磷酸酯)，例如磷酸酯、磷酸三异丙酯；以及膦酸衍生物和亚磷酸酯；氯化石蜡；聚合酯，例如分子量为 2000 至 20,000 的戊二酸聚酯(聚酯戊二酸酯)、分子量为 200 至 20000 的己二酸聚酯(聚酯己二酸酯)、琥珀酸聚酯、分子量为4000-10000，优选8000的癸二酸聚酯(聚酯癸二酸酯)；己二酸、戊二酸和琥珀酸与异癸醇的混合酯；聚己内酯三醇等。
通常优选增塑剂应该是可生物降解的。优选的增塑剂是聚合酯、高沸点二醇、聚二醇、聚氧化烯和甘油，各自任选取代和任选末端酯化的环氧化大豆油、己二酸酯、癸二酸酯、磷酸酯、邻苯二甲酸酯、柠檬酸酯、蓖麻油、氯化石蜡和甲苯磺酰胺衍生物。特别优选的是环氧化天然油、邻苯二甲酸酯衍生物、聚丙烯己二酸酯、磷酸衍生物、聚合酯。 特别是聚丙二醇己二酸酯、取代聚乙二醇、聚酯戊二酸酯和环氧大豆油。
在一些实施方式中，所述增韧剂可以为橡胶类、热塑性弹性体等。例如，可以是丙烯酸类、烯烃类聚合物。
在一些实施方式中，所述增强剂可以为纤维增强剂，例如碳纤维。也可以是有机或无机物类增强剂，也可以是复合类增强剂。
在一些实施方式中，所述交联剂又称作架桥剂，例如是有机过氧化物类。
在一些实施方式中，所述扩链剂又称链增长剂，是能与线型聚合物链上的官能团反应而使分子链扩展、分子量增大的物质。例如胺类扩链剂有MOCA和用甲醛改性制得的液体MOCA、乙二胺(DA)、N，N-二羟基(二异丙基)苯胺(HPA)等。例如，所述扩链剂包含至少一种环氧官能的(甲基)丙烯酸单体作为所述反应性单体和至少一种苯乙烯单体和/或(甲基)丙烯酸单体作为所述乙烯基单体。也可以是异氰酸酯类扩链剂，具体的，例如可以使用二异氰酸酯类、二环氧化合物类、酸酐类、双恶唑啉类等。二异氰酸酯包括2,4-甲苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯和2,6-甲苯二异氰酸酯的混合物、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、苯二甲苯二异氰酸酯、氢化苯二甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等。双恶唑啉包括 2,2'-双(2-恶唑啉)、双(2-恶唑啉基)甲烷、1,2-双(2-恶唑啉基)乙烷、1,3-双(2-恶唑啉基)丙烷、1,4-双(2-恶唑啉基)丁烷、1,4-双(2-恶唑啉基)苯、1,2-双(2-恶唑啉基)苯和 1,3-双(2-恶唑啉基)苯。
在一些实施方式中，所述润滑剂可以为山萮酰胺、硬脂酰胺、芥酸酰胺、油酸酰胺或其两种或更多种的组合，也可以使用山萮酰胺、硬脂酰胺、芥酸酰胺和油酸酰胺以外的润滑剂的组合(以下简称作为“其他润滑剂”)。其他润滑剂包括，例如，亚烷基双硬脂酸酰胺和亚乙基双硬脂酸酰胺等亚烷基脂肪酸酰胺；聚乙烯蜡、氧化聚酯蜡；单硬脂酸甘油酯，例如单硬脂酸甘油酯、单山萮酸甘油酯和单月桂酸甘油酯；脂肪酸酯；有机酸单甘油酯，例如琥珀酸饱和脂肪酸单甘油酯；脱水山梨糖醇山萮酸酯、脱水山梨糖醇硬脂酸酯、脱水山梨糖醇月桂酸酯等脱水山梨醇脂肪酸酯；硬脂酸双甘油酯、月桂酸双甘油酯、硬脂酸四甘油酯、月桂酸四甘油酯等；乳酸酯、硬脂酸十甘油酯、月桂酸十甘油酯等聚甘油脂肪酸酯；脂肪族高级醇酸酯，例如硬脂酸硬脂酯；但不限于此。这些和其他润滑剂可以单独使用，或者可以组合使用它们中的两种或更多种。
在一些实施方式中，填料可以是无机填料或有机填料，或者两者可以组合使用。
具体的，有机填料的种类没有特别限定，只要是能够添加到纤维成型用树脂材料中的有机填料即可。有机填料包括例如，聚酯、聚丙烯酸、聚酰胺、尼龙、聚乙烯、聚烯烃、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚氨酯、聚缩醛、芳纶、PBO(聚合成树脂材料,如对亚苯基苯并二恶唑)、聚苯硫醚、乙酰纤维素、聚苯并唑、聚芳酯、聚乙酸乙烯酯、以及合成橡胶。
具体的，无机填料的种类没有特别限定，只要是能够添加到纤维成型用树脂材料中的无机填料即可。作为无机填料，例如可以举出石英、气相二氧化硅、无水硅、熔融二氧化硅、结晶二氧化硅、无定形二氧化硅、烷氧基硅烷缩合得到的填料、超细无定形二氧化硅等二氧化硅系无机填料等，以及其他无机填料如氧化铝、锆石、氧化铁、氧化锌、氧化钛、氮化硅、氮化硼、氮化铝、碳化硅、玻璃、硅橡胶、硅树脂、氧化钛、碳纤维、云母、黑铅、 炭黑、铁氧体、石墨、硅藻土、白土、粘土、滑石、碳酸钙、碳酸锰、碳酸镁、硫酸钡、银粉,这些填料可以单独使用一种，也可以两种以上组合使用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明解决了以聚羟基脂肪酸酯为原料的纤维熔融纺丝过程中因固化较慢使纤维之间粘连的问题；尤其是，加工难度较大的聚（3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯）为原料的纤维。
本发明采用连续法制备聚羟基脂肪酸酯单丝，纺丝工艺和牵伸工艺连续进行，加工速度较快，操作简单，既节省劳力又提高了生产效率。
本发明中聚（3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯）在较低纺丝温度下和较高牵伸速度下具有较好的熔融可纺性，其断裂强度在1.00 cN/dtex以上，具有较高的力学性能和稳定的柔软手感，且放置于室温下一段时间后，不会出现变脆的现象。
本发明基于常规的牵伸设备，通过采用本发明的牵伸工艺中所有涉及的温度、牵伸倍数、牵伸速度即可制备出性能较高的单丝，本发明适用于大多数的聚羟基脂肪酸酯单丝的制备。
附图说明
图1是根据本发明一个实施方式中未引入牵伸（零段牵伸法）制备聚羟基脂肪酸酯单丝工艺流程示意图。
图2是根据本发明一个实施方式中一段牵伸法制备聚羟基脂肪酸酯单丝工艺流程示意图。
图3是根据本发明一个实施方式中两段牵伸法制备聚羟基脂肪酸酯单丝工艺流程示意图。
附图标记说明：1-喷丝板，2-单丝，3-第一导辊，4-第二导辊，5-水浴，6-第一牵伸辊，7-第二牵伸辊，8-第三牵伸辊，9-卷绕辊，10-第一加热装置，11-第二加热装置，12-热定型装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法进行详细说明，具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。
图1示出了根据本发明一个实施方式中未引入牵伸（零段牵伸法）制备聚羟基脂肪酸酯单丝工艺流程示意图。原料经熔融纺丝机熔融后从喷丝板1挤出形成单丝2，单丝2经第一导辊3进入水浴5中进行固化，一定距离后单丝从第二导辊4出水浴，直接卷绕到卷绕辊9上，完成纺丝。
图2示出了根据本发明一个实施方式中一段牵伸法制备聚羟基脂肪酸酯单丝工艺流程示意图。原料经熔融纺丝机熔融后从喷丝板1挤出形成单丝2，单丝2经第一导辊3进入水浴5中进行固化，一定距离后单丝从第二导辊4出水浴，经第一牵伸辊6（热辊）和第二牵伸辊7（热辊）牵伸后卷绕到卷绕辊9上，完成纺丝。
图3示出了根据本发明一个实施方式中两段牵伸法制备聚羟基脂肪酸酯单丝工艺流程示意图。原料经熔融纺丝机熔融后从喷丝板1挤出形成单丝2，单丝2经第一导辊3进入水浴5中进行固化，一定距离后单丝从第二导辊4出水浴，然后进行牵伸工艺，经第一牵伸辊6和第二牵伸辊7牵伸后，再经第二牵伸辊7和第三牵伸辊8进一步牵伸，以上两步牵伸分别经过第一加热装置10和第二加热装置11，最终经过热定型装置12热定型后卷绕到卷绕辊9上，完成纺丝。
附图意在帮助理解本发明的工艺过程，以下实施例中涉及的制备流程大体参照对应的附图示出的示意流程进行。
以下各实施例、对比例中用到的所有原料除特殊说明外，均为市售购买。
原料
聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯)（PHBH），北京蓝晶微生物科技有限公司，重均分子量约25~50万；成核剂：山嵛酸，MFCD00002807，麦克林。
性能评价指标
断裂强度和断裂伸长率检测标准为：《GB/T 14344 2022 化学纤维 长丝拉伸性能试验方法》。
制备设备
鼓风烘箱，上海一恒科学仪器有限公司
真空烘箱，上海一恒科学仪器有限公司
单螺杆纺丝机，常州市灵纤纺织机械有限公司。
实施例1
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于80℃鼓风烘箱中干燥2h，再将其置于85℃真空烘箱中干燥16h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为150℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为1.5m的45℃水浴中固化，不经牵伸直接卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，卷绕辊速度为400m/min。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为1.70cN/dtex（199.41MPa），断裂伸长率为77.06%。
实施例2
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于80℃鼓风烘箱中干燥2h，再将其置于85℃真空烘箱中干燥16h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为150℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为2m的45℃水浴中固化，不经牵伸直接卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，卷绕辊速度为400m/min。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为1.43cN/dtex（167.74MPa），断裂伸长率为93.24%。
实施例3
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于80℃鼓风烘箱中干燥2h，再将其置于85℃真空烘箱中干燥16h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为150℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为0.9m的45℃水浴中固化，不经牵伸直接卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，卷绕辊速度为400m/min。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为1.30cN/dtex（152.49MPa），断裂伸长率为126.13%。
对比例1
单丝纺丝过程与实施例3中相同，设置其他工艺参数为：纺丝前未将原料干燥。在这种情况下，出现熔滴现象，无法正常纺丝。
对比例2
单丝纺丝过程与实施例3中相同，设置其他工艺参数为：纺丝前将原料置于80℃鼓风烘箱中干燥2h。在这种情况下，出现粘板、熔滴等现象，无法正常纺丝。
对比例3
单丝纺丝过程与实施例3中相同，设置其他工艺参数为：纺丝前将原料置于85℃真空烘箱中干燥16h。所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为0.79cN/dtex（92.67MPa），断裂伸长率为174.98%。
对比例4
单丝纺丝过程与实施例3中相同，设置其他工艺参数为：纺丝前先将原料置于50℃鼓风烘箱中干燥2h，再将其置于60℃真空烘箱中干燥16h。所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为0.54cN/dtex（63.34MPa），断裂伸长率为198.23%。
对比例5
单丝纺丝过程与实施例3中相同，设置其他工艺参数为：纺丝前先将原料置于50℃鼓风烘箱中干燥2h，再将其置于110℃真空烘箱中干燥16h。在这种情况下，原料在干燥过程中便出现结块、发黄现象，纺丝时出现粘板、熔滴等现象。
实施例4
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于80℃鼓风烘箱中干燥3h，再将其置于80℃真空烘箱中干燥18h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为160℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为1.5m的45℃水浴中固化，经牵伸后卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，牵伸辊温度为35℃，第一牵伸辊6速度为50m/min，第二牵伸辊7速度为300m/min，卷绕辊速度300m/min，牵伸倍数为6倍。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为1.88cN/dtex（220.52MPa），断裂伸长率为57.03%。
实施例5
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于80℃鼓风烘箱中干燥3h，再将其置于80℃真空烘箱中干燥18h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为160℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为2m的45℃水浴中固化，经牵伸后卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，牵伸辊温度为35℃，第一牵伸辊6速度为50m/min，第二牵伸辊7速度为300m/min，卷绕辊速度300m/min，牵伸倍数为6倍。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为1.74cN/dtex（204.10MPa），断裂伸长率为71.27%。
实施例6
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于80℃鼓风烘箱中干燥3h，再将其置于80℃真空烘箱中干燥18h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为160℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为0.9m的45℃水浴中固化，经牵伸后卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，牵伸辊温度为35℃，第一牵伸辊6速度为50m/min，第二牵伸辊7速度为300m/min，卷绕辊速度300m/min，牵伸倍数为6倍。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为1.67cN/dtex（195.89MPa），断裂伸长率为81.75%。
对比例6
单丝纺丝过程与实施例6中相同，设置其他工艺参数为：水浴长度为0.3m。在这种情况下，出现纤维粘辊、无法退绕等现象，无法得到聚羟基脂肪酸酯单丝。
对比例7
单丝纺丝过程与实施例6中相同，设置其他工艺参数为：水浴长度为4m。在这种情况下，出现纤维无法牵伸的现象，无法得到聚羟基脂肪酸酯单丝。
实施例7
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于80℃鼓风烘箱中干燥4h，再将其置于100℃真空烘箱中干燥19h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为155℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为1.5m的43℃水浴中固化，经牵伸后卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，牵伸辊温度为35℃，第一牵伸辊6速度为50m/min，第二牵伸辊7速度为250m/min，卷绕辊速度250m/min，牵伸倍数为5倍。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为1.65cN/dtex（193.55MPa），断裂伸长率为74.56%。
实施例8
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于80℃鼓风烘箱中干燥4h，再将其置于100℃真空烘箱中干燥19h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为155℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为1.5m的45℃水浴中固化，经牵伸后卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，牵伸辊温度为35℃，第一牵伸辊6速度为50m/min，第二牵伸辊7速度为250m/min，卷绕辊速度250m/min，牵伸倍数为5倍。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为1.56cN/dtex（182.99MPa），断裂伸长率为87.37%。
实施例9
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于80℃鼓风烘箱中干燥4h，再将其置于100℃真空烘箱中干燥19h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为155℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为1.5m的40℃水浴中固化，经牵伸后卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，牵伸辊温度为35℃，第一牵伸辊6速度为50m/min，第二牵伸辊7速度为250m/min，卷绕辊速度250m/min，牵伸倍数为5倍。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为1.44cN/dtex（168.91MPa），断裂伸长率为63.57%。
实施例10
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于80℃鼓风烘箱中干燥4h，再将其置于100℃真空烘箱中干燥19h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为155℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为1.5m的30℃水浴中固化，经牵伸后卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，牵伸辊温度为35℃，第一牵伸辊6速度为50m/min，第二牵伸辊7速度为250m/min，卷绕辊速度250m/min，牵伸倍数为5倍。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为1.23cN/dtex（144.28MPa），断裂伸长率为57.84%。
实施例11
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于80℃鼓风烘箱中干燥4h，再将其置于100℃真空烘箱中干燥19h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为155℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为1.5m的20℃水浴中固化，经牵伸后卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，牵伸辊温度为35℃，第一牵伸辊6速度为50m/min，第二牵伸辊7速度为250m/min，卷绕辊速度250m/min，牵伸倍数为5倍。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为1.02cN/dtex（119.65MPa），断裂伸长率为164.85%。
对比例8
单丝纺丝过程与实施例11中相同，设置其他工艺参数为：水浴温度为10℃。所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为0.88cN/dtex（103.22MPa），断裂伸长率为315.36%。
对比例9
单丝纺丝过程与实施例11中相同，设置其他工艺参数为：水浴温度为6℃。所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为0.47cN/dtex（55.13MPa），断裂伸长率为648.65%。
对比例10
单丝纺丝过程与实施例11中相同，设置其他工艺参数为：水浴温度为56℃。所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为0.52cN/dtex（61.00MPa），断裂伸长率为96.23%。
对比例11
单丝纺丝过程与实施例11中相同，设置其他工艺参数为：水浴温度为80℃。在这种情况下，出现粘辊、无法牵伸等现象，无法得到聚羟基脂肪酸酯单丝单丝。
实施例12
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于80℃鼓风烘箱中干燥4h，再将其置于100℃真空烘箱中干燥19h；
S2纺丝：将干燥好的原料酯喂入到温度为155℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为1.5m的40℃水浴中固化，不经牵伸直接卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，卷绕辊速度为250m/min。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为1.13cN/dtex（132.55MPa），断裂伸长率为118.25%。
实施例13
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于75℃鼓风烘箱中干燥5h，再将其置于95℃真空烘箱中干燥20h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为165℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为2m的45℃水浴中固化，经牵伸后卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，牵伸辊温度为35℃，第一牵伸辊6速度为50m/min，第二牵伸辊7速度为300m/min，卷绕辊速度为300m/min，牵伸倍数为6倍。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为2.07cN/dtex（242.81MPa），断裂伸长率为78.69%。
实施例14
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于75℃鼓风烘箱中干燥5h，再将其置于95℃真空烘箱中干燥20h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为165℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为2m的45℃水浴中固化，经牵伸后卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，牵伸辊温度为30℃，第一牵伸辊6速度为50m/min，第二牵伸辊7速度为300m/min，卷绕辊速度为300m/min，牵伸倍数为6倍。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为1.67cN/dtex（195.89MPa），断裂伸长率为81.75%。
实施例15
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于75℃鼓风烘箱中干燥5h，再将其置于95℃真空烘箱中干燥20h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为165℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为2m的45℃水浴中固化，经牵伸后卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，牵伸辊温度为40℃，第一牵伸辊6速度为50m/min，第二牵伸辊7速度为300m/min，卷绕辊速度为300m/min，牵伸倍数为6倍。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为1.68cN/dtex（197.06MPa），断裂伸长率为78.43%。
对比例12
单丝纺丝过程与实施例15中相同，设置其他工艺参数为：牵伸辊温度为45℃。所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为0.86cN/dtex（100.88MPa），断裂伸长率为89.24%。
对比例13
单丝纺丝过程与实施例15中相同，设置其他工艺参数为：牵伸辊温度为50℃。所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为0.62cN/dtex（72.73MPa），断裂伸长率为122.24%。
对比例14
单丝纺丝过程与实施例15中相同，设置其他工艺参数为：牵伸辊温度为60℃。所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为0.31cN/dtex（33.36MPa），断裂伸长率为22.68%。
对比例15
单丝纺丝过程与实施例15中相同，设置其他工艺参数为：牵伸辊温度为70℃。所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为0.29cN/dtex（34.02MPa），断裂伸长率为13.49%。
对比例16
单丝纺丝过程与实施例15中相同，设置其他工艺参数为：牵伸辊温度为80℃。在这种情况下，出现无法牵伸等现象，无法得到聚羟基脂肪酸酯单丝单丝。
实施例16
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于65℃鼓风烘箱中干燥7h，再将其置于85℃真空烘箱中干燥26h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为158℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为1.1m的45℃水浴中固化，经牵伸后卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，牵伸辊温度为35℃，第一牵伸辊6的速度为50m/min，第二牵伸辊7的速度300m/min，卷绕辊速度300m/min，牵伸倍数为6倍。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为2.59cN/dtex（303.81MPa），断裂伸长率为53.15%。
实施例17
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于65℃鼓风烘箱中干燥7h，再将其置于85℃真空烘箱中干燥26h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为158℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为1.1m的45℃水浴中固化，经牵伸后卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，牵伸辊温度为35℃，第一牵伸辊6的速度为50m/min，第二牵伸辊7速度290m/min，卷绕辊速度290m/min，牵伸倍数为5.8倍。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为2.00cN/dtex（234.60MPa），断裂伸长率为79.19%。
实施例18
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于65℃鼓风烘箱中干燥7h，再将其置于85℃真空烘箱中干燥26h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为158℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为1.1m的45℃水浴中固化，经牵伸后卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，牵伸辊温度为35℃，第一牵伸辊6的速度为50m/min，第二牵伸辊7速度280m/min，卷绕辊速度280m/min，牵伸倍数为5.6倍。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为1.93cN/dtex（226.39MPa），断裂伸长率为78.45%。
实施例19
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于65℃鼓风烘箱中干燥7h，再将其置于85℃真空烘箱中干燥26h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为158℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为1.1m的45℃水浴中固化，经牵伸后卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，牵伸辊温度为35℃，第一牵伸辊6的速度为50m/min，第二牵伸辊7速度250m/min，卷绕辊速度250m/min，牵伸倍数为5倍。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为1.28cN/dtex（150.14MPa），断裂伸长率为144.89%。
对比例17
单丝纺丝过程与实施例19中相同，设置其他工艺参数为：第二牵伸辊7速度180m/min，卷绕辊速度180m/min，牵伸倍数为3.6倍。所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为0.15cN/dtex（17.60MPa），断裂伸长率为489.27%。
实施例20
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于65℃鼓风烘箱中干燥7h，再将其置于85℃真空烘箱中干燥26h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为158℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为1.1m的45℃水浴中固化，经牵伸后卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，牵伸辊温度为35℃，第一牵伸辊6的速度为40m/min，第二牵伸辊7的速度240m/min，卷绕辊速度240m/min，牵伸倍数为6倍。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为1.62cN/dtex（190.03MPa），断裂伸长率为83.28%。
实施例21
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于65℃鼓风烘箱中干燥7h，再将其置于85℃真空烘箱中干燥26h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为158℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为1.1m的45℃水浴中固化，经牵伸后卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，牵伸辊温度为35℃，第一牵伸辊6的速度为30m/min，第二牵伸辊7的速度240m/min，卷绕辊速度240m/min，牵伸倍数为8倍。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为1.58cN/dtex（185.33MPa），断裂伸长率为67.10%。
实施例22
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于65℃鼓风烘箱中干燥7h，再将其置于85℃真空烘箱中干燥26h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为158℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为1.1m的45℃水浴中固化，经牵伸后卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，牵伸辊温度为35℃，第一牵伸辊6速度为30m/min，第二牵伸辊7速度为210m/min，卷绕辊速度为210m/min，牵伸倍数为7倍。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为1.26cN/dtex（147.80MPa），断裂伸长率为72.03%。
实施例23
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于65℃鼓风烘箱中干燥7h，再将其置于85℃真空烘箱中干燥26h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为158℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为1.1m的45℃水浴中固化，经牵伸后卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，牵伸辊温度为35℃，第一牵伸辊6速度为30m/min，第二牵伸辊7速度为210m/min，卷绕辊速度为210m/min，牵伸倍数为7倍。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为1.08cN/dtex（126.68MPa），断裂伸长率为106.57%。
对比例18
单丝纺丝过程与实施例23中相同，设置其他工艺参数为：水浴长度为0.7m，第一牵伸辊6速度为30m/min，第二牵伸辊7速度为90m/min，卷绕辊速度为90m/min，牵伸倍数为3倍。在这种情况下，出现无法牵伸、难以卷绕等现象，无法得到聚羟基脂肪酸酯单丝单丝。
实施例24
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于60℃鼓风烘箱中干燥8h，再将其置于80℃真空烘箱中干燥28h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为162℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为1.7m的45℃水浴中固化，经牵伸后卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，牵伸辊温度为40℃，第一牵伸辊6的速度为55m/min，第二牵伸辊7的速度275m/min，卷绕辊速度310m/min，牵伸倍数为5.6倍。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为1.58cN/dtex（185.33MPa），断裂伸长率为110.25%。
实施例25
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于70℃鼓风烘箱中干燥7h，再将其置于100℃真空烘箱中干燥30h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为166℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为1.9m的45℃水浴中固化，经牵伸后卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，牵伸辊温度为35℃，第一牵伸辊6的速度为40m/min，第二牵伸辊7的速度280m/min，卷绕辊速度280m/min，牵伸倍数为7倍。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为1.56cN/dtex（182.99MPa），断裂伸长率为78.24%。
实施例26
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于80℃鼓风烘箱中干燥6h，再将其置于95℃真空烘箱中干燥32h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为157℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为1m的46℃水浴中固化，经牵伸后卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，牵伸辊温度为35℃，第一牵伸辊6的速度为30m/min，第二牵伸辊7的速度210m/min，卷绕辊速度210m/min，牵伸倍数为7倍。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为1.89cN/dtex（221.70MPa），断裂伸长率为67.28%。
实施例27
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于80℃鼓风烘箱中干燥7h，再将其置于90℃真空烘箱中干燥26h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为158℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为1.1m的45℃水浴中固化，经牵伸后卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，牵伸辊温度为35℃，第一牵伸辊6的速度为50m/min，第二牵伸辊7的速度400m/min，卷绕辊速度400m/min，牵伸倍数为8倍。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为3.58cN/dtex（419.93MPa），断裂伸长率为43.29%。
实施例28
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于80℃鼓风烘箱中干燥6h，再将其置于100℃真空烘箱中干燥32h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为170℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为0.8m的45℃水浴中固化，经牵伸后卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，牵伸温度为35℃，第一牵伸辊6的速度为25m/min，第二牵伸辊7的速度100m/min，第三牵伸辊8的速度200m/min，卷绕辊速度200m/min，牵伸倍数为8倍。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为1.84cN/dtex（215.83MPa），断裂伸长率为63.67%。
实施例29
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于80℃鼓风烘箱中干燥6h，再将其置于100℃真空烘箱中干燥32h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为170℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为0.8m的45℃水浴中固化，经牵伸后卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，牵伸温度为35℃，第一牵伸辊6的速度为25m/min，第二牵伸辊7的速度200m/min，卷绕辊速度200m/min，牵伸倍数为8倍。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为1.37cN/dtex（160.70MPa），断裂伸长率为74.26%。
实施例30
一种聚羟基脂肪酸酯单丝及其连续制备方法，包括以下几个步骤：
S1干燥：首先将原料置于80℃鼓风烘箱中干燥6h，再将其置于100℃真空烘箱中干燥32h；
S2纺丝：将干燥好的原料喂入到温度为170℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后进入长度为0.8m的45℃水浴中固化，经牵伸后卷绕，获得拉伸变形的聚羟基脂肪酸酯单丝。其中，牵伸温度为35℃，第一牵伸辊6的速度为25m/min，第二牵伸辊7的速度250m/min，卷绕辊速度250m/min，牵伸倍数为10倍。
所得聚羟基脂肪酸酯单丝断裂强度为1.69cN/dtex（198.24MPa），断裂伸长率为68.34%。
以下表1示出了本申请各实施例和对比例的工艺及产品性能参数。
表1
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Claims (10)
1.一种聚羟基脂肪酸酯单丝的连续制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1干燥：将原料置于60~80℃鼓风烘箱中干燥2~8h，再将其置于80~100℃真空烘箱中干燥16~40h；
S2纺丝：将步骤S1干燥过的原料喂入到温度为聚羟基脂肪酸酯的熔点±25℃的熔融纺丝机中，从喷丝板挤出后，再经过20~47℃水浴后，最后经卷绕得到单丝。
2.根据权利要求1所述的聚羟基脂肪酸酯单丝的连续制备方法，其特征在于，所述熔融纺丝机的温度为130~175℃，卷绕速度为70~400m/min。
3.根据权利要求1所述的聚羟基脂肪酸酯单丝的连续制备方法，其特征在于，所述水浴长度为0.5~3m。
4.根据权利要求1所述的聚羟基脂肪酸酯单丝的连续制备方法，其特征在于，所述方法进一步包括在水浴后卷绕之前进行牵伸的步骤；其中，所述牵伸为一段、两段或更多段冷牵伸或热牵伸，牵伸温度为25~40℃。
5.根据权利要求4所述的聚羟基脂肪酸酯单丝的连续制备方法，其特征在于，所述牵伸为一段牵伸，其中，第一牵伸辊的速度为25~70m/min；第二牵伸辊的速度200~500m/min，卷绕辊速度200~500m/min；
或，
所述牵伸为两段牵伸，其中，第一牵伸辊的速度为10~30m/min，第二牵伸辊的速度为30~100m/min，第三牵伸辊的速度为70~400m/min，卷绕速度为70~400m/min。
6.根据权利要求5所述的聚羟基脂肪酸酯单丝的连续制备方法，其特征在于，所述牵伸为一段牵伸，其中，所述一段牵伸的第一牵伸辊的速度为50~70m/min；
或，
所述牵伸为两段牵伸，其中，所述两段牵伸的所述第一牵伸辊的速度为25~30m/min。
7.根据权利要求5或6所述的聚羟基脂肪酸酯单丝的连续制备方法，其特征在于，牵伸倍数为4~10。
8.根据权利要求7所述的聚羟基脂肪酸酯单丝的连续制备方法，其特征在于，牵伸倍数为5~10。
9. 根据权利要求1所述的聚羟基脂肪酸酯单丝的连续制备方法，其特征在于，所述原料中的聚羟基脂肪酸酯含有以下通式I表示的结构单元：
[OCHR1(CH2)xCO] 通式I
其中，R1为选自CpH2p+1所示的烷基中的一种或多种，p为1~15的整数；x为1，2或3。
10. 一种聚羟基脂肪酸酯单丝，其是通过如权利要求1至9中任一项所述的聚羟基脂肪酸酯单丝的连续制备方法制备的，其断裂强度在1.00 cN/dtex以上。
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