[发明专利]一种光-生物可降解丙纶纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纺织品领域的一种光-生物可降解丙纶纤维及其制备方法。

背景技术

光-生物可降解丙纶纤维是指纤维无论暴露在空气中还是深埋在土壤里都能够降解的丙纶纤维，其属于一种环境友好型材料。

目前的光-生物可降解丙纶纤维分为共聚型可降解丙纶纤维和添加剂型可降解丙纶纤维。共聚型可降解丙纶纤维将适当的光敏感基团，比如羰基，通过共聚的方式引入聚丙纶纤维的分子链中。Ecolyte纤维就是丙烯、氯乙烯、苯乙烯和乙烯基酮的共聚物，其不仅具有光可降解的特性，并且通过调节分子链中乙烯基酮的含量来控制光降解的时间。添加剂型可降解丙纶纤维，是将光敏物质与PP切片共混纺丝，或者将光敏物质二氧化钛等涂在丙纶织物的内表面来实现的。

目前，添加剂型可降解丙纶纤维中添加的羧甲基淀粉（CMS）和3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯（PHBV）均生物可降解，同时分子结构中都含有羰基，羰基是光敏感基团，可引发光降解。

光-生物可降解丙纶纤维既要求在废弃后具有良好的光-生物可降解性，又要求在使用过程中保持良好的使用性能。但是满足上述要求的光-生物可降解丙纶纤维目前很少报道。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种光-生物可降解丙纶纤维及其制备方法，该丙纶纤维能在使用期间保持良好的抗老化性能，保持使用性能不下降，在丙纶纤维废弃后，又能在阳光或微生物的作用下即使降解，从而保护了环境。

实现上述目的的一种技术方案是：一种光-生物可降解丙纶纤维，包括纤维本体，以及在所述纤维本体内均匀分布的抗老化剂粉末以及均匀涂覆在所述纤维本体表面的光-生物降解剂微胶囊。

进一步的，所述抗老化剂粉末是通过将纳米二氧化钛、石墨、羟基二苯甲酮和含镍的金属有机化合物混合并煅烧制备得到的。

进一步的，所述光-生物降解剂微胶囊的囊芯为3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯和羧甲基淀粉的共混物，囊壳为脲醛树脂。

实现上述目的的一种技术方案是：．一种光-生物可降解丙纶纤维的制备方法，包括下列步骤：抗老化剂制备步骤，制备抗老剂粉末；光-生物降解剂制备步骤：制备光-生物降解剂粉末；光-生物降解剂微胶囊制备步骤：制备光-生物降解剂微胶囊；纺丝步骤：将抗老化剂和纤维级聚丙烯切片在螺杆挤出机内熔融共混，挤出抗老化剂粉末在纤维本体内均匀分布的丙纶纤维后，再对丙纶纤维表面均匀涂覆光-生物降解剂微胶囊，得到光-生物可降解丙纶纤维。

进一步的，抗老化剂制备步骤中，将纳米二氧化钛、石墨、羟基二苯甲酮、含镍的金属有机化合物按照质量比6.0：3.0～4.0：1.0～2.0：1.0进行配料、混合后，在1300～1500℃下进行煅烧，并在冷却后进行粉碎，得到抗老化剂粉末。

进一步的，光-生物降解剂制备步骤中，光-生物降解剂制备步骤中，在造粒机内进行3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯与羧甲基淀粉的熔融共混和造粒，得到羧甲基淀粉和3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯共混物的颗粒，再对羧甲基淀粉和3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯共混物的颗粒进行粉碎，得到光-生物降解剂粉末。

再进一步的，进行3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯与羧甲基淀粉的熔融共混前，采用甲基丙烯酸缩水甘油酯对羧甲基淀粉进行接枝改性。

进一步的，光-生物降解剂微胶囊制备步骤中，先制备脲-甲醛预聚物，再配制微胶囊乳液，再把光-生物降解剂粉末、脲-甲醛预聚物、催化剂加入微胶囊乳液中，制得光-生物降解剂微胶囊的乳胶颗粒，然后对光-生物降解剂的乳胶颗粒进行破乳、过滤和干燥，得到光-生物降解剂微胶囊。

进一步的，纺丝步骤中，先将抗老化剂粉末和纤维级的聚丙烯切片在螺杆挤出机内熔融共混，再从螺杆挤出机的喷丝空中挤出抗老化剂粉末在纤维本体内均匀分布的丙纶纤维，再将所述丙纶纤维浸渍到装有光-生物降解剂微胶囊水溶液的溶液槽中，将光-生物降解剂微胶囊涂覆在所述丙纶纤维的表面，最后进行上油、热定型和干燥，得到光-生物可降解丙纶纤维。

采用了本发明的一种光-生物可降解丙纶纤维的技术方案，即在一种包括:在所述纤维本体内均匀分布的抗老化剂粉末以及均匀涂覆在所述纤维本体表面的光-生物降解剂微胶囊的光-生物可降解丙纶纤维的技术方案，其技术效果是：丙纶纤维能在使用期间保持良好的抗老化性能，保持使用性能不下降，在丙纶纤维废弃后，又能在阳光或微生物的作用下及时降解，从而保护了环境。该丙纶纤维的制备步骤包括抗老化剂制备步骤，制备抗老剂粉末，光-生物降解剂制备步骤；光-生物降解剂微胶囊制备步骤和纺丝步骤。