[发明专利]一种改善聚乳酸纤维性能的制备工艺

说明书

本发明公开了一种改善聚乳酸纤维性能的制备工艺；涉及环保技术领域，对纳米石墨烯依次进行酸化、硅烷化处理，得到硅烷化纳米石墨烯；将聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚乳酸、硅烷化纳米石墨烯添加到高速混合机中进行混合均匀，得到混合原料；将所述混合原料加入双螺杆挤出机中挤出、造粒，得到母粒；将所述母粒进行熔融纺丝，得到聚乳酸纤维；本发明提供的一种改善聚乳酸纤维性能的制备工艺，本发明通过添加一定量的经过处理后的硅烷化纳米石墨烯，具有更好的相容性，降低聚集，同时，能够有效的增强聚乳酸纤维的力学性能。

技术领域

本发明属于环保技术领域，特别是一种改善聚乳酸纤维性能的制备工艺。

背景技术

聚乳酸纤维(PLA纤维)是以玉米、小麦等淀粉为原料，经发酵转化成乳酸再经聚合，纺丝而制成的合成纤维。属线性脂肪族热塑性聚酯，具有轻柔滑顺，强度大，吸湿透气等特点，加工的产品有丝绸般的光泽及舒适的肌肤触感和手感，悬垂性佳，还具有良好的耐热性及抗紫外线功能。然而，该纤维自上世纪90年代开发以后，一直未能在纺织服装领域大规模的应用。

我国有着悠久的玉米种植历史，玉米资源丰富，种植面积及其广泛。玉米是一年生禾本科草本植物，也是全世界总产量最高的粮食作物。作为一种绿色、可降解的天然资源，用以开发聚乳酸纤维符合世界潮流，既可以节约利用资源，又适应了人们享受生活、追求自然的心理和生理需求，具有重大意义。

现有技术公开了“申请号 201510730734.X，本发明公开了一种新型吸湿性好易上染改性聚乳酸纤维，其通过如下方法制备得到：将多种原料加入高速混合机中，高速分散后得到改性聚乳酸混合物；将均匀混合的改性聚乳酸混合物通过双螺杆挤出机熔融共混、挤出制得改性聚乳酸母粒，并真空干燥；将改性聚乳酸功能母粒切片和真空干燥普通聚乳酸切片投入到高速混合机中混合均匀，混合物在熔融纺丝机上经圆形喷丝孔纺丝得改性聚乳酸纤维，然后进行微生物改性并严格控制发酵参数，将制得的改性聚乳酸纤维喷水润湿后，均匀喷洒复合菌液，恒温38.5℃下发酵 72-79小时”，然而，聚乳酸纤维表面含有大量的亲水基团，导致聚乳酸纤维面料耐水性能不佳，在经过染色、水洗等处理后，面料的强度会降低，影响其耐用性。

发明内容

本发明的目的是提供一种改善聚乳酸纤维性能的制备工艺，以解决现有技术中的不足。

本发明采用的技术方案如下：

一种改善聚乳酸纤维性能的制备工艺，对纳米石墨烯依次进行酸化、硅烷化处理，得到硅烷化纳米石墨烯；

将聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚乳酸、硅烷化纳米石墨烯添加到高速混合机中进行混合均匀，得到混合原料；

本发明中采用的聚对苯二甲酸乙二醇酯中的末端羧基含量为16eq/ton，DEG的含量为0.25wt％，聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘度为0.53dl/g；通过限定聚对苯二甲酸乙二醇酯的参数，能够改善其软化点偏低和与聚乳酸之间的相容性，促使制备的聚乳酸纤维的力学性能得到进一步的提高；

将所述混合原料加入双螺杆挤出机中挤出、造粒，得到母粒；

将所述母粒进行熔融纺丝，得到聚乳酸纤维。

所述酸化为将纳米石墨烯添加到硝酸溶液中，加热至60-65℃，搅拌处理30min，然后进行抽滤，采用清水洗涤至中性，烘干至恒重，得到酸化纳米石墨烯；

所述硝酸溶液质量分数为1.5-2%。

所述纳米石墨烯与硝酸溶液混合比例为88-90g：300mL。

所述硅烷化处理为：将经过酸化纳米石墨烯添加到质量分数为8-9%乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷的乙醇溶液中，加热至60-63℃，保温搅拌20min，然后再采用超声波处理3-5min，再进行抽滤，清水洗涤，烘干至恒重，即得；

其中乙醇溶液中乙醇的质量分数为35%。