[发明专利]一种强韧型聚乳酸复合纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种强韧型聚乳酸复合纤维的制备方法，属化学纤维制备及应用的技术领域。

背景技术

聚乳酸纤维，简称PLA纤维，是一种可降解的化学纤维材料，以可再生的玉米等谷物为原料制成，克服了高分子材料依赖于石化资源的缺点，可在水中或土壤中完全降解，不会对环境造成污染；PLA纤维具有优异的生物相容性、生物可降解性、生物可吸收性，被大量应用于医用生物材料；PLA纤维具有柔软、质轻、吸汗、快干、抗菌性、有益于皮肤的弱酸性、防霉性等优点，可应用于服装布料、生活用品、室内装饰品、床上用品，在医用和生活日用品中得到了广泛应用。

但是，PLA纤维存在脆性高、韧性差、抗冲击性差、加工热稳定性差、结晶慢的弊端，尤其是脆性高、韧性差、抗冲击性差的缺点严重限制了其作为纤维材料的应用，例如PLA纤维无法满足医用手术缝合线对打结强度和柔韧性的高要求，故必须对PLA纤维的强度和韧性进行改善，对PLA纤维进行增强增韧处理，才能满足高技术领域的需要。

发明内容

发明目的

本发明的目的是针对背景技术的情况，以羟基化多壁碳纳米管、聚乳酸为原料，经对羟基化多壁碳纳米管进行修饰、聚合接枝、制备母粒、熔融纺丝，制成强韧型聚乳酸复合纤维，以大幅度提高聚乳酸纤维的强度、韧性，扩大聚乳酸纤维的使用范围。

技术方案

使用的化学物质材料为：聚乳酸、羟基化多壁碳纳米管、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙交酯、二氯甲烷、辛酸亚锡、无水乙醇、丙酮、去离子水，其准备用量如下：以克、毫升为计量单位

制备方法如下：

(1)精选化学物质材料：

对制备使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度、含量控制：

聚乳酸：固态固体，圆柱形颗粒Φ3×3mm，99.9％

羟基化多壁碳纳米管：固态固体，羟基含量3.06wt％，99.9％

γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷：液态液体，99％

丙交酯：固态固体，99.5％

二氯甲烷：液态液体，99.9％

辛酸亚锡：液态液体，95％

丙酮：液态液体，99％

无水乙醇：液态液体，99.9％

去离子水：液态液体，99.9％

(2)修饰羟基化多壁碳纳米管

①称取羟基化多壁碳纳米管20g±0.01g，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷10g±0.01g，加入烧杯中；

量取无水乙醇至500mL，加入烧杯中；

搅拌混合5min，成混合液；

②将盛有混合液的烧杯置于超声波分散仪内，进行超声分散，超声频率为40kHz，超声分散时间30min；

③超声分散后，将盛有混合液的烧杯置于水浴锅中，开启水浴锅加热器，加热温度70℃±2℃，恒温反应5h；

④抽滤，将混合液置于抽滤瓶的布氏漏斗中，用微孔滤膜进行抽滤，保留滤饼，弃去废液；

⑤丙酮洗涤、抽滤，将滤饼置于烧杯中，加入丙酮100mL，搅拌洗涤5min，然后在抽滤瓶上进行抽滤，留存滤饼，弃去洗涤液；

⑥无水乙醇洗涤、抽滤，将滤饼置于烧杯中，加入无水乙醇100mL，搅拌洗涤5min，然后在抽滤瓶上进行抽滤，留存滤饼，弃去洗涤液；

⑦去离子水洗涤、抽滤，将滤饼置于烧杯中，加入去离子水100mL，搅拌洗涤5min，然后在抽滤瓶上进行抽滤，留存滤饼，弃去洗涤液；

去离子水洗涤、抽滤重复进行三次；

⑧真空干燥，将滤饼置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中干燥，干燥温度80℃，真空度10Pa，干燥时间3h；

(3)聚合接枝羟基化多壁碳纳米管

①称取经过修饰的羟基化多壁碳纳米管20g±0.01g，丙交酯140g±0.01g，量取辛酸亚锡150mL±10mL，加入烧杯中，用搅拌器搅拌10min，混合均匀，成混合液；

②真空干燥，将盛有混合液的烧杯置于真空干燥箱中干燥，干燥温度25℃，真空度10Pa，干燥时间48h，干燥后成粉体；

③冲洗、抽滤，向盛有粉体的烧杯内加入二氯甲烷200mL，进行冲洗10min；

然后用微孔滤膜进行抽滤，留存滤饼，弃去冲洗液；

④清洗、抽滤，将冲洗后的滤饼置于烧杯中，加入无水乙醇200mL，搅拌清洗10min；

然后用微孔滤膜进行抽滤，留存滤饼，弃去清洗液；