[发明专利]一种可降解聚酯纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种可降解聚酯纤维的制备方法，其特征是：将PET熔体从喷丝板上的三叶形喷丝孔挤出后采用环吹风冷却，依照FDY工艺制得FDY丝，再经松弛热处理制得可降解聚酯纤维；

PET熔体中分散有掺杂改性后的ZrO₂，掺杂改性的过程为：首先将含金属离子M^x+的溶液与含Zr⁴⁺的溶液混合均匀，然后滴加沉淀剂至混合液的pH值为9～10，最后煅烧沉淀产物；金属离子M^x+为Mg²⁺、Li⁺和Zn²⁺中的一种以上；

同一三叶形喷丝孔的三叶中心线的夹角之比为1.0:1.5～3.1:1.5～3.1，三叶的宽度相同，形成最小夹角的两叶与另一叶的长度之比为3:3:2，最短叶的长度与宽度之比为1.5～2:1；不同三叶形喷丝孔的三叶的形状和尺寸相同；

所有的三叶形喷丝孔呈同心圆分布，各三叶形喷丝孔中与最小夹角相对的叶的中心线通过圆心，且指向背离圆心；

FDY工艺的参数包括：冷却温度20～25℃，冷却风速1.80～2.30m/s。

2.根据权利要求1所述的一种可降解聚酯纤维的制备方法，其特征在于，PET熔体的特性粘度为0.60～0.66dL/g。

3.根据权利要求2所述的一种可降解聚酯纤维的制备方法，其特征在于，FDY工艺的参数还包括：纺丝温度280～285℃，一辊速度1800～2000m/min，一辊温度85～95℃，二辊速度3500～3700m/min，二辊温度160～180℃，卷绕速度3430～3610m/min。

4.根据权利要求1所述的一种可降解聚酯纤维的制备方法，其特征在于，PET中掺杂改性后的ZrO₂的含量为0.03～0.06wt％。

5.根据权利要求4所述的一种可降解聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述含金属离子M^x+的溶液的浓度为1～2wt％，溶剂为水，溶液中的阴离子为NO₃^-；所述含Zr⁴⁺的溶液为浓度20～25wt％的ZrO₂的溶液，溶剂为硝酸；所述沉淀剂为浓度2mol/L的氨水；沉淀开始时，混合液中金属离子M^x+与Zr⁴⁺的摩尔比为5～8:100。

6.根据权利要求5所述的一种可降解聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述煅烧前对沉淀产物进行洗涤和干燥，干燥的温度为105～110℃，时间为2～3h；所述煅烧的过程为：首先升温至400℃后保温2～3h，然后升温至700℃后保温1～2h，最后在空气中冷却。

7.根据权利要求1所述的一种可降解聚酯纤维的制备方法，其特征在于，松弛热处理的温度为90～120℃，时间为20～30min。

8.采用如权利要求1～7任一项所述的一种可降解聚酯纤维的制备方法制得的可降解聚酯纤维，其特征是：具有三维卷曲形态，且由多根横截面呈三叶形的含掺杂改性后的ZrO₂的PET单丝组成。

9.根据权利要求8所述的可降解聚酯纤维，其特征在于，可降解聚酯纤维的卷曲收缩率为22～26％，卷曲稳定度为77～81％，紧缩伸长率为56～62％，卷缩弹性回复率为75～80％。

10.根据权利要求8所述的可降解聚酯纤维，其特征在于，可降解聚酯纤维的断裂强度≥2.7cN/dtex，断裂伸长率为45.0±5.0％，总纤度为100～150dtex，在温度为25℃且相对湿度为65％的条件下放置60个月后，其特性粘度下降10～16％。