[发明专利]一种低收缩玉米改性纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚乳酸纤维制备领域，特别是涉及一种低收缩玉米改性纤维的制备方法。

背景技术

利用生物体的生物分解性聚合物，一般都存在力学特性和以及成本高的问题。现在最令人关注的就是聚乳酸，聚乳酸是通过使由植物提取的淀粉发酵来获得的乳酸作为原料而制得的聚合物，并且，在利用生物体的生物分解性聚合物中，从力学特性、耐热性和成本几方面的平衡考虑，聚乳酸也是最优的。因此，人们正在快速地对利用乳酸的纤维进行开发。

在特刊2000-248426号公报等中记载，对通过低速纺纱获得的聚乳酸未拉伸纱进行多段拉伸，可以获得高强度的纱线，但是多段拉伸无法适应常规设备。同时聚乳酸高强度纱的高温力学特性差，而PET高强度纱的高温力学特性优良，因此可以假设，通过添加PET来改善纤维强度和热加工时的力学性能。同时提高其在一定温度下的力学性能。

中国专利CN1217040C发明的聚乳酸纤维是一种90℃下的强度在0.8cN/dtex以上的聚乳酸纤维，该纤维能够发挥比传统的聚乳酸纤维优越得多的高温力学特性但是其25℃拉伸率高达15-50％，因此不适用于某些特殊领域。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种低收缩玉米改性纤维的制备方法，本发明制得的改性纤维在常温下具有优良力学特性和尺寸稳定性，同时在一定高温下仍能保持一定的力学性能；该制备工艺要求简单，利用玉米提炼物(聚乳酸)，并采用较低的纺丝速度，降低了纺丝，卷绕设备的购置及使用的成本。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种低收缩玉米改性纤维的制备方法，包括如下步骤：(一)低收缩玉米改性聚乳酸切片的制备和(二)低收缩玉米改性聚乳酸纤维的制备。

其中，低收缩玉米改性聚乳酸切片的制备包括如下步骤：

(1)在一个装有塔和串连冷凝器的20升搅拌容器中装入4.5mol-5.5mol对苯二甲酸、4.7-5.4mol乙二醇、0.55-0.75mol甲基丙二醇溶液、0.5-0.65mol间苯二甲酸、0.1-0.4gGe/ml的8-32mloGeo2、3-10ml重量百分比为25％的氢氧化四甲基按的水溶液；在3次氮气加压/吹扫循环后，并且调节加热器温度使最初物料温度为195℃-205℃，冷凝阀的设定温度为110℃-120℃；在塔顶蒸气温度低于115℃-125℃时，则保持冷凝阀开启，并除水2小时；将反应物料加热到250℃-260℃，同时调节压力阀使压力在30分钟内下降至0.5mmHg；2小时后，使该批物料达到目标搅拌器力矩值，将熔融物在氮气压力下通过一个模板挤出得到线材；将线材拉过水槽并进入切割机得到颗粒切片，即芳香族聚酯切片；

(2)将分子量为120000-15000的聚乳酸切片与步骤(1)所得芳香族聚醋切片一起真空干燥，干燥温度为60℃，干燥时间为18h，真空度在100Pa，其中聚乳酸切片与芳香族聚醋共混质量百分比为90-70∶5-30；

(3)采用SHL-35型双螺杆挤出机和静态混合器，进料螺杆转速为50r/min，主螺杆转速为150r/min，共混螺杆各区温度范围为200-230℃，利用熔体挤出，水下冷却成条，并切片。

其中，低收缩玉米改性聚乳酸纤维的制备包括如下步骤：

(1).将上述切片，在温度为60℃-120℃，时间1-20h之间，真空度在10Pa-1000Pa的条件下，进行真空干燥；

(2).使用带有加热装置的挤出设备，将切片在170℃-220℃的温度下熔融，通过孔径为0.2-0.5mm，长径比L/D为1-10的喷丝孔挤压成纤维；

(3).通过旋转上油系统、集束系统，控制纺丝速度为400-1000m/min，得到未拉伸丝；

(4).将未拉伸丝进行拉伸，拉伸倍率为1-5倍；

(5).将(4)中的拉伸丝进行二段拉伸，拉伸倍率为1-3倍；

(6).对经过二次拉伸后的纤维在热定型的温度为85-120℃，定型速度为200-600m/min的条件下，进行热处理，即得低收缩玉米改性聚乳酸纤维长丝。

其中，所述的低收缩玉米改性聚乳酸纤维切片，其组分包括：聚乳酸、芳族聚酯和润滑剂，其中聚乳酸的重量百分比为55％-95％，芳族聚酯的重量百分比为5％-40％，润滑剂为0％-50％。

其中，所述的低收缩玉米改性聚乳酸纤维切片，其混合状态为海岛结构或共连续结构，该海岛结构中至少有一部分岛在将其尺寸换算成直径时的数值50nm-100∝m。