[发明专利]一种改性聚乳酸纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性聚乳酸纤维及其制备方法；属于高分子材料改性领域。

背景技术

自合成纤维出现以后，其发展速度非常快、用量特别巨大，但是它使用后的废弃物对环境造成了极大的威胁。从环保的观点出发，研究开发可生物降解的纤维原料已变得非常迫切。目前聚乳酸的合成技术逐渐成熟，聚乳酸纤维俗称玉米纤维，是一种可完全生物降解新一代绿色环保型聚酯纤维。聚乳酸纤维以植物为原料，其制品废弃在土壤或海水中经微生物作用可分解成二氧化碳和水，且燃烧时不会散发毒气而造成环境污染，从原料到废物都可以再生利用，对环境完全没有危害，是一种可持续发展的绿色环保纤维。

聚乳酸纤维充分体现了天然纤维和合成纤维的优点，同时克服了天然纤维和合成纤维的一些缺点，如它具有天然纤维的降解性、吸湿透气性和舒适性，又克服了天然纤维强度低、服装面料易起皱等缺点；它具有天生的阻燃性及不滋生细菌等许多优异的特性。由于聚乳酸纤维具有的这些优异的的综合性能，在纺织行业具有巨大的应用前景，近年来聚乳酸纤维的开发非常吸引业界人士的关注，被广泛应用于家纺、服装、无纺布、过滤材料、卫生用品、汽车内饰材料和家具包覆材料等方面。

中国专利申请201210096514.2（公开号为CN102660797A）公开了一种抗水解改性聚乳酸纤维的制备方法，它是采用分子量为1000～30000的低分子量聚酯和己二酸聚酯作为增塑剂，多功能聚碳化二亚胺来提高聚乳酸的抗水性和改善低分子量聚酯和聚乳酸之间的作用力；该发明生产的改性聚乳酸纤维具有优异的手感和柔软性，并具有良好的抗水解性能。但是由于交联型聚碳化二亚胺的加入，在纺丝工程中会产生少量刺激性气体对人体造成一定的伤害。

中国专利申请200510025346.8（公开号为CN1687497A）公开了一种干法制备聚乳酸类共混聚合物纤维的方法，它是将聚乳酸类共混聚合物的切片溶解于三氯甲烷中，搅拌溶解形成浓度为6～12%的浆液，浆液经过挤出机后进入过滤器和含有喷丝板的纺丝组件，在纺丝通道中纤维凝固成丝，并在热空气或热硅油中进行拉伸，最后对拉伸后的纤维进行热定型处理。该制备聚乳酸纤维的方法中三氯甲烷是不适合用于食品接触材料和卫生材料，并且该法由于需要溶解聚乳酸和回收三氯甲烷，生产设备的投资和生产过程中的能耗较高。

发明内容

本发明针对现有技术中的聚乳酸纤维存在因易水解而造成纺丝困难，耐磨性差而导致使用寿命短、成本高等缺陷，目的在于提供一种可完全生物降解而耐水解、纺丝性能好、柔韧性好、耐摩擦、易染色的改性聚乳酸纤维。

本发明还有一个目的是在于提供一种操作简单、成本低，安全环保的制备上述改性聚乳酸纤维的方法。

本发明提供了一种改性聚乳酸纤维，该聚乳酸纤维由以下质量组分共混制成：

聚乳酸56.5～96.7份；

纤维素衍生物1～17份；

二醋酸纤维素接枝聚乳酸共聚物1～8份；

润滑剂1～10份；

无机纳米颗粒0.1～5份；

成核剂0.1～3份；

抗氧剂0.1～0.5份。

所述的聚乳酸分子量为0.8～2.0×10⁵。

所述的二醋酸纤维素接枝聚乳酸共聚物分子量为0.3～3.0×10⁵；所述的二醋酸纤维素接枝聚乳酸共聚物是分子量为0.2～1.0×10⁵的二醋酸纤维素和分子量为0.2～20×10⁴的聚乳酸接枝的共聚物，其中，二醋酸纤维素在聚乳酸上的接枝率为54～150%。

所述的纤维素衍生物为甲基纤维素、乙基纤维素、醋酸丁酸纤维素中的一种或几种。

所述的纤维素衍生物分子量为1.0×10⁴～1.0×10⁵。

所述的润滑剂为聚氧乙烯蜡、脂肪醇聚氧乙烯醚、乙撑双硬脂酸酰胺中一种或几种。

所述的无机纳米颗粒为纳米滑石粉、纳米钛白粉中的一种或两种。

所述的成核剂为多酰胺聚乳酸。

所述的多酰胺聚乳酸以苯酰异氰酸酯和己二胺为原料，通过简单的聚加成反应制备。

所述的抗氧剂为三-（壬基苯基）亚磷酸酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、羟基季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中一种或几种。