[发明专利]可降解皮芯型聚合物、高熔融指数可降解聚合物、可降解复合纤维网织物及制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种可降解皮芯型聚合物、高熔融指数可降解聚合物、可降解复合纤维网织物及其制备方法和应用。所述可降解皮芯型聚合物包括芯层聚合物和包覆于芯层聚合物表面的皮层聚合物，所述皮层聚合物的制备原料包括第一聚乳酸、聚已内酯和聚己二酸丁二酸丁二醇酯，所述芯层聚合物的制备原料包括第二聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯和聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯。本发明能够充分利用各不同原料之间的相容性，弥补了单一组分的缺陷，进而制备出具有优良力学性能且可生物降解的环保材料，通过在返混式反应器中进行熔融过程，使得原料混合地更加均匀，无需切粒干燥过程，避免出现热降解现象，降低了能耗。

技术领域

本发明属于熔体直接纺丝及多组分多层可降解复合纤维网织物高分子材料领域，本发明涉及可降解皮芯型聚合物及其制备方法和应用、高熔融指数可降解聚合物及其制备方法和应用、可降解复合纤维网织物及其制备方法和应用。

背景技术

聚合物复合纤维是指同一根纤维截面上存在两种或两种以上不相混合的聚合物纤维，其是二十世纪六十年代发展起来的物理改性纤维。利用复合纤维制造技术可以获得兼具两种聚合物特性的双组分纤维，主要有皮芯型、并列型、海岛型。皮芯型复合纤维由两种组分层层相互包覆、并沿纤维轴向复合而成，通常指同心型，此外还有偏心型、异形、多层皮芯型等。

现有可降解聚合物复合纤维，皮层和芯层大多采用单一材料。其中，芯层材料一般熔点高、强度大，但是存在比较脆且不容易结晶的问题。皮层材料一般要求熔点较低，但是不易实现生产，对企业生产技术有较高要求。

随着非织造布的发展，其对可降解聚合物的加工性能提出了更高的要求，纺粘工艺、熔喷工艺、高速纺、超细纤维都要求可降解聚合物具有良好的熔融流动性能。一些不耐高温的颜料、助剂更需要加工温度低的可降解聚合物作为载体。这些都需要可降解聚合物材料在较低温度下具有超高熔融指数。

CN107805856B公开了一种聚乳酸复合纤维及其制备方法，其利用聚乳酸和聚己内酯共混物做皮层、聚丙烯做芯层来制备复合纤维，该方法制备的复合纤维中聚丙烯组分是不能降解的，失去了可降解材料的意义，而且该方法中聚丙烯与聚乳酸不相容，熔体在喷丝板拉伸时会因粘度差异、流动指数差异、结晶速率差异等因素导致复合纺丝纤维强度低、伸长短、可纺性差，不适合纤维后加工工序。

CN101851830A公开了一种全降解聚乳酸纤维SMS复合非织造布及其制造方法，该方法所制造的材料因熔融指数较低，部分熔体细丝未完全牵伸，会出现团块物、流动性差、纤维脆性大，且断裂伸长率最大仅达到12％，无法实现高伸长率和高韧性的技术效果。

CN107304287A公开了一种高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物，所述组合物包括聚乳酸树脂、润滑剂、抗氧剂、流动改性剂、无机填充材料。通过向配方中添加流动改性剂的方式增加其流动性，所得聚乳酸树脂聚合物熔融指数可以达到85g/10min。此外，全球最大的聚乳酸树脂供应商美国NatureWorks公司，工业化生产中聚乳酸熔融指数(如牌号3251D、6252D、6361D)通常最高也只能达到85g/10min(210℃、2.16kg)。上述聚乳酸树脂可应用于缝纫、纺织、地毯背衬、针刺毡等领域，但是仍不能满足本发明的高熔融指数的要求。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了可降解皮芯型聚合物、高熔融指数可降解聚合物、可降解复合纤维网织物及其制备方法和应用，尤其是在环保技术领域中的应用。本发明制备的可降解皮芯型聚合物和高熔融指数可降解聚合物，采用多组分原料进行制备，能够利用各不同原料之间的相容性，弥补了单一组分的缺陷，通过返混式反应器中进行各熔融过程，使得各原料混合地更加均匀，无需经过切粒干燥，可直接进行纺丝喷出，降低了能耗。

本发明第一方面提供了一种可降解皮芯型聚合物，包括芯层聚合物和包覆于芯层聚合物表面的皮层聚合物，所述皮层聚合物的制备原料包括第一聚乳酸、聚已内酯(PCL)和聚己二酸丁二酸丁二醇酯(PBSA)，所述芯层聚合物的制备原料包括第二聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯(PHA)和聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯(PBAT)。