[发明专利]一种可降解阻燃聚乳酸弹性纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了纤维技术领域，提供了一种可降解阻燃聚乳酸弹性纤维及其制备方法，所述一种可降解阻燃聚乳酸弹性纤维，由以下组分组成：聚乳酸、改性剂、阻燃剂、增塑剂、酶解玉米淀粉；改性剂由胶原蛋白、活性肽、壳聚糖、羟基磷灰石混合而成。本发明使用的改性剂具有较好的仿生性，能够显著改善聚乳酸材料的生物相容性、生物活性以及力学性能，提高聚乳酸的细胞亲和性，使得制备所得纤维的物理性能和阻燃效果更佳；提高制备所得的纤维的弹性，使其具备更优的拉伸强度和弯曲强度。

技术领域

本发明涉及纤维技术领域，尤其涉及一种可降解阻燃聚乳酸弹性纤维及其制备方法。

背景技术

聚乳酸纤维是以玉米、小麦、甜菜等含淀粉的农产品为原料，经发酵生成乳酸后，再经缩聚和熔融纺丝制成聚乳酸纤维是一种原料可种植、易种植，废弃物在自然界中可自然降解的合成纤维。它在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水，燃烧时，不会散发毒气，不会造成污染，是一种可持续发展的生态纤维。

由聚乳酸纤维制成的织物面料手感、悬垂性好，抗紫外线，具有较低的可燃性和优良的加工性能。但是现有的聚乳酸纤维在加工使用时存在物理性能较弱、纤维的抗拉伸强度较低的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种可降解阻燃聚乳酸弹性纤维及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种可降解阻燃聚乳酸弹性纤维，按重量份数由以下组分组成：聚乳酸45-65份、改性剂10-16份、阻燃剂8-16份、增塑剂3-5份、酶解玉米淀粉10-14份；改性剂由胶原蛋白、活性肽、壳聚糖、羟基磷灰石混合而成，所述改性剂中胶原蛋白、活性肽、壳聚糖、羟基磷灰石的重量比为(1-3)：(2-5)：(1-2)：(4-6)。

所述酶解玉米淀粉的制备方法包括以下步骤：将玉米粉和水调浆后，按干玉米粉质量的0.2-0.8％添加蛋白酶，按干玉米粉质量的0.1-0.15％添加葡萄糖氧化酶，在50-60℃温度条件下酶解2-6h，将酶解后的玉米粉干燥粉碎得到酶解玉米淀粉。

所述阻燃剂为聚磷酸铵，且所述增塑剂为聚乙二醇。

一种可降解阻燃聚乳酸弹性纤维的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：按照重量份数称取各组分；

步骤2：将聚乳酸倒入过氧化氢溶液中浸泡1-3h，浸泡的同时使用紫外线对聚乳酸进行照射处理；

步骤3：浸泡完成后将聚乳酸捞出并干燥、粉碎处理，将粉碎后的聚乳酸与改性剂、阻燃剂、增塑剂、酶解玉米淀粉混合反应2-3h，即得。

所述步骤2中过氧化氢溶液的浓度为30-40％，且过氧化氢溶液与聚乳酸的重量比为(1.5-3)：1；所述步骤2中紫外线的波长为280-315nm。

使用由胶原蛋白、活性肽、壳聚糖、羟基磷灰石这样细胞外基质成分或结构类似的天然活性分子组成的改性剂对聚乳酸进行仿生修饰改性。根据细胞外基质与细胞的相互作用以及引导组织再生的特点，使用细胞外基质成分或结构类似的天然活性分子对聚乳酸进行修饰，可使材料模拟细胞外基质的结构与功能更易为细胞识别，具有较好的仿生性，能够显著改善聚乳酸材料的生物相容性、生物活性以及力学性能，提高聚乳酸的细胞亲和性，使得制备所得纤维的物理性能和阻燃效果更佳。

在原料中添加酶解玉米淀粉，并利用蛋白酶对玉米蛋白的水解提高玉米中蛋白质的水溶性，同时利用葡萄糖氧化酶作为脱氢酶在氧化葡萄糖的过程中对玉米粉进行酶解改性，提高玉米粉的粘度，使得原料各组分能够更好的混合反应的同时，还提高制备所得的纤维的弹性，使其具备更优的拉伸强度和弯曲强度。

在原料中添加阻燃剂和增塑剂，提高制备所得的纤维阻燃效果和塑型效果。

具体实施方式