[发明专利]一种含PHBV的生物基化学纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种含PHBV的生物基化学纤维及其制备方法。

背景技术

化学纤维已成为人们日常生活、工农业生产中必不可少且用量巨大的化工产品。传统化学纤维主要以石油基高分子为原料，由于石油为不可再生资源，日渐枯竭，为化学纤维的可持续发展带来巨大危机。为应对这一危机，人们迫切需要对可再生资源尤其是生物基化学纤维进行开发和利用。

生物基化学纤维的原料可以是单一生物基高分子、两种或两种以上生物基高分子的混合物、或者生物基高分子与石油基高分子的混合物，其生物基碳含量可依照ASTM D6866、ISO/NP 13833等标准，采用放射性碳测年技术测定。根据美、日、欧洲等发达国家和地区的相关规定，对生物基碳含量达标的生物基产品（包括生物基化学纤维）授予星级或环保标识（如EcoLogo，OK Biobased等）的使用许可，进而纳入生物产品优先采购计划。这些政策为生物基化学纤维的推广应用创造了契机。

在生物基高分子家族中，聚羟基丁酸-戊酸酯（PHBV）以其良好的生物降解性、生物相容性和力学性能已引起越来越广泛的关注。PHBV是以淀粉为原料通过微生物发酵方法制备而成，能在土壤或堆肥条件下分解为二氧化碳、水和生物质。以PHBV为原料制备生物基化学纤维有利于提供一种符合环保与可持续发展要求的化学纤维品种，同时拓展其应用领域，因而具有十分重要的市场价值。

方壮熙等（高分子学报, 2004, 4: 500）采用电纺丝法制备了PHBV超细纤维，在纺丝前需要配制PHBV/氯仿溶液，制得PHBV纤维的平均直径为0.83～1.73微米。

齐中华等（合成技术及应用, 2008, 23: 16）采用电纺丝法制备了PHBV/Ecoflex超细共混纤维毡，在纺丝前需要配制PHBV/Ecoflex/二氯甲烷溶液，制得PHBV/Ecoflex共混纤维的平均直径为0.09～1.85微米。

朱树琦等（合成纤维, 2009, 7: 13）采用干法纺丝制备了PHBV纤维，在纺丝前需要配制PHBV/三氯甲烷溶液，在20m/min的纺丝速度下得到初生纤维，再在70^oC下拉伸2～5倍，并在120^oC下定伸长热定形，得到PHBV纤维的断裂强度约为1.8cN/dtex，断裂伸长率为40%以上。

唐剑等（全国高分子学术论文报告会, C24, 2003, 杭州）采用熔融纺丝法制备了PHBV/CO₂聚合物共混纤维，PHBV与CO₂聚合物的质量比为60/40，当PHBV中羟基戊酸酯含量（HV）为7.5%时纤维的成纤性较好。

王细建等（合成纤维工业, 2008, 31: 46）采用熔融纺丝法制备了PHBV/PCL共混纤维，纺丝温度为175^oC，纺丝速度为50～80m/min。

和晶等（合成纤维, 2008, 1: 10）采用熔融纺丝法制备了PHBV/TiO₂纤维，TiO₂充当成核剂，通过在喷丝板下放置热水浴，以保证纤维具有较好的可纺性和力学性能，制得纤维的强度为1.052cN/dtex，伸长率为157%。