[发明专利]一种可生物降解纺丝材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种可生物降解纺丝材料及其制备方法和应用，属于可生物降解材料技术领域。本发明的可生物降解纺丝材料，包括以下质量份的制备原料：化学修饰的PBAT 80～93份；PCL 1～8份；银纳米线乳液0.5～2份；功能母粒3～11份；降解平衡剂0.05～0.2份；所述化学修饰的PBAT的重均分子量为16000～38000；所述银纳米线乳液中银纳米线的质量含量为45～60％。本发明提供的纺丝材料兼具较好的纺丝性能和良好的强度，可被生物降解，且降解过程可按照人类使用要求有效控制，将其进行纺丝得到的产品还具有良好的透气性和抗菌性，服装材料方面兼具一定的阻隔效果。

技术领域

本发明涉及非织造材料技术领域，尤其涉及一种可生物降解纺丝材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚酯纤维(POLYESTERFIBERS)，俗称涤纶。是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维，简称PET纤维，属于高分子化合物。于1941年发明，是当前合成纤维的第一大品种。聚酯纤维最大的优点是抗皱性和保形性很好，具有较高的强度与弹性恢复能力，其坚牢耐用、抗皱免烫、不粘毛、具有优良的纺织性能和服用性能。聚酯纤维用途广泛，可以纯纺织造，也可与棉、毛、丝、麻等天然纤维和其他化学纤维混纺交织，制成花色繁多、坚牢挺括、易洗易干、免烫和洗、可穿性能良好的仿毛、仿棉、仿丝、仿麻织物。应用领域涵盖了衣服、鞋类、室内装饰织物和地毯等。在工业上还可用作轮胎帘子线、运输带、消防水管、缆绳、渔网等，甚至在电绝缘材料、耐酸阻隔布和造纸毛毯等方面也有涉及。

全世界聚酯工业的原料至今都来自于石油，大量使用聚酯纤维的后果必然引起石油资源的巨大浪费，使用化石原料合成材料所带来的白色污染问题也时有发生，尤其是一次性产品使用效率低，弃置率高，对于环境的危害不可忽略，为了降低对石油资源的依赖，尤其是减少环境污染问题，促进聚酯产业的可持续发展，各领域专家学者逐渐开展可生物降解塑料替代传统聚酯纤维材料的研究工作。

对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯的研究工作一直是可生物降解材料领域的研究重点，其材料本身具有较好的可纺丝性能，力学性能和弹性性能较为优异，不易起球起皱，但其在使用过程中随着深入研究，完全可生物降解材料实际应用过程中存在几个问题：一是仍然存在性能不可控，随着使用时间和加工次数会有所降低，其中以力学性能、热性能、表观变化较为明显，同时其染色性能也具有一定的不稳定性，透气性能方面则因其本身属于高分子材料在空气阻力方面仍然存在一定的缺陷；二是降解速度不可控，材料具有完全可生物降解性，但其实际降解的过程仍然无法按照人类使用要求有效控制，如何有效平衡材料的分子量和性能之间的关系以及通过对挤出工艺和纺丝工艺的评估提前进行技术改进还未能完全解决；三是可生物降解纺丝材料在使用过程中是否具有良好的透气性、弹性、抗菌性及染色性能也具有一定的技术难点；最后，材料在聚合过程中，由于体系和环境中均不可避免的存在水分子，如何降低纺丝材料的含水率以及减少水分对纺丝材料的性能影响也亟待解决。由此可见，制备一种同时满足上述几种要求且能改善材料自身缺陷方面的纺丝材料是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可生物降解纺丝材料及其制备方法和应用，本发明提供的纺丝材料兼具较好的纺丝性能和良好的强度，可被生物降解，且降解过程可按照人类使用要求有效控制，将其进行纺丝得到的制品还具有良好的透气性和抗菌性，阻隔服装材料方面兼具一定的阻隔效果。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种可生物降解纺丝材料，包括以下质量份的制备原料：

所述化学修饰的PBAT的制备包括以下步骤：

(1)将己二酸、1,4-丁二醇和新型扩链补充剂混合，进行酯化反应，得到酯化体系；所述新型扩链补充剂包括1,4-环己烷二羧酸二甲酯、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚和反式-9,10-环氧十八烷酸甲酯，所述1,4-环己烷二羧酸二甲酯、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚和反式-9,10-环氧十八烷酸甲酯的摩尔比为1:1:0.5；