[发明专利]纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及一种共混物纤维，主要解决现有技术中热塑性纤维素低温加工过程中粘度高，成纤性差，而使其应用领域受限的技术问题。通过采用含有接枝改性的热塑性纤维素与脂肪族聚酯共混物，以质量份数计，该接枝改性的热塑性纤维素与脂肪聚酯共混物包括以下组分：(1)20至80份的热塑性纤维素；(2)80至20份的脂肪族聚酯；(3)0.1至10份的反应性单体；其特征在于所述共混物中反应性单体至少接枝到热塑性纤维素与脂肪族聚酯其一之上的技术方案，较好地解决了该问题，可用于可生物降解共混物纤维的工业化生产中。

技术领域

本发明涉及一种纤维，具体渉及一种具有特殊流变性质的接枝改性的热塑性纤维素与脂肪族聚酯的共混物纤维，本发明还渉及一种制备具有特殊流变性质的接枝改性的热塑性纤维素与脂肪族聚酯共混物纤维的方法。

技术背景

纤维素是地球上储量最多的有机高分子，也是每年可再生量最多的生物质材料。纤维素是绿色植物细胞壁中的结构材料，木本植物含有约30-40％的纤维素、棉花纤维则含有约90％的纤维素。纤维素的主要工业用途为纸张和纸板，另有少量纤维素用于制备如赛璐酚(Cellophane)、粘胶(Rayon)等再生纤维素以及一些纤维素衍生物。

由于纤维素是植物通过光合作用把大气中的二氧化碳与水转化成的天然高分子，因此纤维素中的碳元素属于近期固定的碳而不同于石油或煤炭等化石燃料及其石化产品中的数百万年之前固定的碳元素，不同时期固定的碳元素可以通过¹⁴C同位素标定法进行检测。由于这些差别，基于生物质原料制备的生物基高分子制品相对于石油基高分子制品具有原料低碳的优势，再采用低能耗和低碳排放的生产工艺，就可以生产出绿色低碳的高分子制品。出于此类考虑，天然高分子，包括纤维素、半纤维素、木质素、淀粉、甲壳素等，及其衍生物制品在全球受到了日益增加的关注和研发，以开发出优质的绿色低碳环保制品。而经过生命循环评估(Life Cycle Assessment)确认的绿色低碳制品的广泛应用，将有助于支持绿色生产和绿色生活方式，为降低大气中的温室效应气体(二氧化碳等)的含量和缓解全球的气候变化做出贡献。

虽然纤维素具有原料上的低碳优点，但作纺丝应用的纤维素量很少，这是由于纤维素的热分解温度低于其熔点而不具有热塑性质。为克服纤维素的这一缺陷，研究人员开发出了溶液法生产的再生纤维素，即把纤维素或纤维素衍生物先溶解在溶剂中，经过溶液加工成型，制备成薄膜或纺丝后再转变为纤维素，纺织工业中的粘胶纤维即采用这种方法制备。

另外对于纤维素衍生物当其每个重复脱水葡萄糖单元上的三个羟基经足够的化学转变后，也能具有较低的熔化或塑化温度，可以进行有限的热塑加工，成为热塑性纤维素，这类材料包括一定取代度的纤维素酯和纤维素醚。由于这类纤维素衍生物的产量和产品种类有限，而工业化的此类产品的粘度比较高，在较低加工温度下尤其明显，不适合需要低熔体粘度的加工方法如纺丝、注塑等；目前纤维素酯和纤维素醚有很大一部分用作涂料或胶黏剂领域的添加剂【高振华，邸明伟，《生物质材料及应用》，2008】。因此，从加工应用的角度，有开发低粘度且具有良好加工性能的热塑性纤维素衍生物的技术需求，以满足相关原料的市场需求。

截至目前，尚未有文献报导接枝改性的热塑性纤维素与脂肪族聚酯共混物的特殊流变行为，并且现有技术中没有提供有效降低热塑性纤维素与脂肪族聚酯共混物的熔体粘度的方法，使这一类的共混物的应用受到了限制。

本发明公布了一种有效降低热塑性纤维素与脂肪族聚酯共混物熔体粘度的连续熔融挤出方法，发现了意想不到的现象与结果，公布了具有特殊流变性质的共混物组成，并成功将该共混物应用到了纤维和无纺布领域。

发明内容