[发明专利]高抗水解性聚乳酸纤维

说明书

技术领域：

本发明涉及一种聚乳酸纤维。

背景技术：

近年来，随着人们生活水平的提高以及环保意识的增强，人们对天 然可生物降解纤维的研究越来越重视，世界各国竞相研究和开发新的绿 色环保纤维，其中于九十年代末刚刚实现工业化开发的聚乳酸纤维(PLA 纤维)最引人注目，它可以从谷物中取得，其制品废弃后在土壤中经微 生物作用可分解为二氧化碳和水，而且燃烧时不会散发毒气，不会造成 污染。

但是，纯聚乳酸纤维的抗水解性能较差，在织物的染色过程中，经 加压高温处理，其织物的强度会下降，影响了聚乳酸纤维的广泛应用。

由于PLA中含有大量的羧基，导致水解时羧基的增多，纤维的强度 大幅度下降。所以采用封末端基的方法，将PLA纤维中羧基的含量大幅 度下降，达到提高抗水解性能。根据日本专利特许第3122485号和特许 第3393752号专利中记载的加入碳化二亚胺抗水解剂可以提高抗水解 性，但是碳化二亚胺本身是有毒性的，特别分解后产生的气体是致癌的， 对人体是有害的，所以大规模的生产是不可以的。本专利使用具有环氧 基团的抗水解剂替代碳化二亚胺，同时又能很好的达到封羧基的效果， 纤维水解后强度不会大幅度下降。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种抗水解性能好的高抗水解性聚乳酸纤 维。

本发明的技术解决方案是：

一种高抗水解性聚乳酸纤维，其特征是：在该聚乳酸纤维中，含有 聚乳酸成分(A)、封端剂成分(B)以及水解抑制助剂成分(C)；所述 的封端剂含量为聚乳酸重量成分的0.5～5％，所述的水解抑制助剂含量 为聚乳酸重量成分的50ppm-1500ppm。

封端剂优选添加量在0.8-2％，所述的封端剂为含有一个环氧基团或 多个环氧基团的环氧化合物。水解抑制助剂的优选添加量为 100-500ppm。水解抑制助剂为碳酸钙、氢氧化铝或镁铝水滑石类化合物。 添加环氧的封端剂0.5-5％，可以使聚乳酸纤维的羧基得到大幅的降低， 达到1-20eq/t。但是聚乳酸在湿热条件下水解，会使环境处理液的酸碱 性变化，促使聚乳酸的水解。针对这个问题，在聚乳酸中同时加入 50-1500ppm水解抑制助剂，作为缓冲溶剂，抑制了处理液的酸碱性，使 酸碱性达到平衡，在湿热条件下120度30分钟处理后聚乳酸的强度保 持率达到50-90％；在温度为70度、湿度为90％的条件下处理7昼夜(168 小时)后，聚乳酸的强度保持率达到40-85％。

本发明高抗水解性聚乳酸纤维的制备方法是：先将封端剂和水解抑 制助剂加入聚乳酸中通过挤出机制成聚乳酸改性切片，然后再将聚乳酸 改性切片熔融高速纺丝设备制得预取向丝，再通过延伸设备延伸后制得 高抗水解性聚乳酸纤维。

本发明制备得到的聚乳酸抗水解纤维具有很好的抗水解性，经热水 处理和恒温恒湿处理后能获得较高的强度保持率，可以提高聚乳酸纤维 在高温、加压下染色的性能。

抗水解的评价方法：

方法一：测量处理前纤维的强度为S1，热水120度处理30分钟后纤 维的强度为S2，其强度保持率为S2/S1；

方法二：测量处理前的纤维强度为S1，恒温(70度)恒湿(90％) 处理7昼夜(168小时)后纤维强度为S3，其强度保持率为 S3/S1

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

纺丝性评价方法是○：24小时无断丝，压力正常

△：24小时断丝存在压力不稳定

×：24小时断丝10回以上压力上升快

实施例1：

原料：A聚乳酸切片：分子量(Mn)为10万，熔点是170度；

B封端剂：单环氧基团化合物(DAMGIC)；

C水解抑制助剂：碳酸钙。

将原料A、B、C通过共混制得聚乳酸改性切片，将所得聚乳酸改性 切片通过高速熔融纺丝设备制得预取向丝，其中纺丝温度为220度，吐 出量为25.2g/min，使用喷丝板的孔数为24孔，纺丝速度为3000m/min。 再通过延伸设备在1.4倍的延伸倍率下延伸后制得高抗水解性聚乳酸纤 维。上述原料用量：封端剂用量为聚乳酸重量的0.6％，水解抑制助剂用 量为聚乳酸重量的100ppm。