[发明专利]改性的聚乳酸纤维

说明书

发明背景

为了由生物可降解的聚合物形成无纺纤网，已进行了各种尝试。尽管由生物可降解的聚合物制备的纤维是已知的，但是它们的使用已经遇到了问题。例如，聚乳酸（“PLA”）是用于形成无纺纤网最常见的生物可降解且可持续的（可再生的）聚合物之一。不幸的是，PLA无纺纤网通常由于聚乳酸的高的玻璃化转变温度和慢的结晶速率而具有低的粘合柔韧性（bond flexibility）和高的粗糙度。而相反地，热粘合的PLA无纺纤网通常显示低的伸长率，该伸长率在某些应用（例如，吸收性制品）中是不可接受的。同样地，尽管聚乳酸可承受高的拉伸比，但是其需要高水平的拉伸能量以实现克服热收缩所需的结晶。为了应对这些困难，已经使用了增塑剂以试图降低玻璃化转变温度和改进粘合性以及柔软度。一种普通的增塑剂为聚乙二醇。不幸地是，聚乙二醇在老化过程中特别是在高湿度和高温度的环境中倾向于与聚乳酸发生相分离，这使得得到的纤维的机械性能随时间恶化。加入增塑剂还造成了其它问题，如熔融纺丝的降解以及熔体强度和拉伸性能的降低。

因此，当前对显示出良好伸长性能且仍保持强硬的聚乳酸纤维存在需求。

发明概述

根据本发明的一个实施方案，公开了形成聚乳酸纤维的方法。所述方法包括：将聚乳酸与聚环氧化物改性剂熔融共混以形成热塑性组合物，其中所述熔融共混在所述聚乳酸的熔点以上且大约230℃以下的温度下进行。所述聚环氧化物改性剂的数均分子量为大约7,500至大约250,000克每摩尔，其中基于所述聚乳酸的重量计，所述聚环氧化物改性剂的量为大约0.01重量%至大约10重量%。然后，将所述热塑性组合物在大约230℃以上的温度下挤出以促进所述聚环氧化物改性剂与所述聚乳酸的反应。将经反应的组合物通过口模以形成纤维。

根据本发明的另一个实施方案，公开的聚乳酸纤维具有大约5至大约25微米的平均直径。所述纤维包含通过将聚乳酸与聚环氧化物改性剂反应而形成的热塑性组合物，其中所述聚环氧化物改性剂包括含有环氧改性的（甲基）丙烯酸单体组分和烯烃单体组分的共聚物。所述纤维具有大约55℃至大约65℃的玻璃化转变温度，并且显示出大约50%或更大的峰值伸长率以及大约0.75至大约6克-力每但尼尔的韧度。

下面将对本发明的其它特征和方面进行更详细的描述。

附图的简要说明

在说明书的剩余部分中，参照附图，更具体地阐述对本领域普通技术人员而言的本发明的充分和可实施的公开内容，包括其最佳实施方式，其中：

图1为可以用于本发明的一个实施方案中以形成纤维的过程的示意图；

图2为实施例4的聚合物共混物的TEM图像（60kV，10,000X），其中所述聚合物共混物含有90重量%的PLA6201D和10重量%的乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物；

图3为实施例49的聚合物共混物的TEM图像（80kV，10,000X），所述聚合物共混物含有98.23重量%的PLA6201D2.52重量%的PP3155（Exxonmobil）、和0.75重量%的AX8900（Arkema）；

图4为实施例50的聚合物共混物的TEM图像（80kV，10,000X），所述聚合物共混物含有89.5重量%的PLA6201D10重量%的PP3155（Exxonmobil）、和0.5重量%的CESA^TM Extend8478（Clariant Corporation）；和

图5为实施例51的聚合物共混物的TEM图像（60kV，10,000X），所述聚合物共混物含有98.5重量%的PLA6201D和1.5重量%的AX8900（Arkema）。

在本说明书和附图中重复使用的附图标记用于代表本发明的相同或相似的特征或元件。

代表性实施方案的详述

现在将对本发明的各个实施方案进行详细说明，以下描述本发明的一个或多个实施例。提供每个实施例都是用于解释本发明，而不是限制本发明。实际上，对于本领域技术人员而言将显而易见的是，在不偏离本发明的范围或精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和变化。例如，作为一个实施方案的一部分阐明或描述的特征，可以应用于另一个实施方案，从而得到又一个实施方案。因此，本发明意在覆盖这些属于所附的权利要求及其等同方式范围内的修改和变化。

定义