[发明专利]聚羟基脂肪酸酯纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纤维的制备方法，尤其涉及一种聚羟基脂肪酸酯纤维的制备方法。

背景技术

聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoate；PHA)是细菌体内广泛存在的一种聚酯，主要作为细胞内碳源和能源的贮藏性物质而存在。最早被发现的PHA是二十世纪初在Azotobacter chroococcum内发现的一种亲苏丹染料、可溶于氯仿的类脂肪包涵体，其后在Bacillus megaterium又发现了类似的包涵体，其组成被鉴定为聚-D-3-羟基丁酸(poly-D-3-hydroxybutyric acid or P(3HB))(Microbiology Reviews.1990，54：450-472)。到了六七十年代，开始有其它单体组成的PHA被发现，同时第一代PHA(PHB)和第二代PHA(聚羟基丁酸羟基戊酸酯-Poly(hydroxybutyrate-co-valerate)或PHBV)实现了工业化生产。

PHA具有类似于化工塑料的物化特性和生物可降解性，已经部分被作为环境可降解的塑料而得到应用，以缓解目前越来越严重的“白色污染”问题。PHA还具有生物相容性、光学活性、压电性、气体相隔性等许多优秀性能，因而除了可以在塑料工业中得以推广应用，成为新型的生物可降解塑料以外，也可能在医疗、制药、电子等高附加值领域得到广泛应用，这使得对PHA家族的研究成为现今的一个热点。

PHA的纺丝研究及PHA纤维的产业化也随着对国内外对PHA材料研究的兴起而有了一定的发展。2008年，Iwata等人(US.App.No.20080061467)报道了一种PHA弹性纤维的制作方法：将PHB、PHBHHx、P3HB4HB，P3HB6HHx等熔融挤出后冷却至Tg+15℃以内的温度，得到无定形态纤维，在Tg+15℃以内的温度下结晶6～12小时后，对纤维进行拉伸及紧张热处理，得到了断裂强度大于300MPa的PHA纤维。但是该方法认为结晶时间过短会导致结晶不充分，不能顺利进行拉伸；结晶时间过长会导致结晶平衡，进而无法拉伸。因此，寻找一种能够在结晶平衡的情况下，又能够进行正常拉伸的纤维处理方法是非常必要的

发明内容

本发明的目的是提供一种聚羟基脂肪酸酯纤维的制备方法。

本发明提供的聚羟基脂肪酸酯纤维的制备方法(一步法)，包括如下步骤：

(1)将聚羟基脂肪酸酯熔融挤出得到初生聚羟基脂肪酸酯纤维；

(2)将所述初生聚羟基脂肪酸酯纤维在0℃-50℃下进行结晶，直至达到结晶平衡，得到结晶平衡纤维；

(3)将所述结晶平衡纤维经热处理后进行拉伸；所述拉伸之后经张力热定型即得所述聚羟基脂肪酸酯纤维。

本发明还提供一种聚羟基脂肪酸酯纤维的制备方法(二步法)，包括如下步骤：

(1)将聚羟基脂肪酸酯熔融挤出得到初生聚羟基脂肪酸酯纤维；

(2)将所述初生聚羟基脂肪酸酯纤维在0℃-50℃进行第一次结晶后进行第一次拉伸，然后在0℃-50℃进行第二次结晶，直至达到结晶平衡，得到结晶平衡纤维；

(3)将所述结晶平衡纤维经热处理后进行第二次拉伸；所述第二次拉伸之后经张力热定型即得所述聚羟基脂肪酸酯纤维。

上述制备方法中，步骤(1)所述熔融挤出的温度为120℃-140℃，具体可为120℃、130℃或140℃。

对于一步法：

结晶温度为0℃-50℃，具体可为0℃、10℃、15℃、23℃、33℃、44℃或50℃。

结晶时间为6min-24h，具体可为6min、9min、12min、50min、3h、4h或24h；

拉伸温度为10℃-68℃，具体可为10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃或68℃。

拉伸倍数为15-30倍，具体可为15倍、20倍或30倍。

对于二步法：

第一次结晶温度为0℃-50℃，具体可为0℃、10℃、15℃、23℃、33℃、44℃或50℃。

第一次结晶时间为1min-3h，具体可为1min、2min、4min、15min、50min、1.5h或3h。

第一次拉伸温度为10℃-50℃，具体可为10℃、20℃、30℃、40℃或50℃。

第一次拉伸倍数为2-7倍，具体可为2倍、4倍或7倍。

第二次结晶温度为0℃-50℃，具体可为0℃、10℃、20℃或50℃。

第二次结晶时间为10min-24h，具体可为10min、3h、5h或24h。