[发明专利]一种生物基可降解聚合物纳米纤维与无纺布

权利要求书

1.一种生物基可降解无纺布，其特征在于，由生物基可降解聚合物纳米纤维经气流拉伸，形成长丝均匀铺设的网状纤维，再将所述网状纤维经过热辊粘合制得，所述网状纤维中还包含有P-N型热电氧化物纳米纤维；

所述生物基可降解聚合物纳米纤维的制备方法包括以下步骤：

S1、将工业乳酸旋蒸精制，得到精制乳酸，加入催化剂、改性剂进行聚合反应，反应结束后得到改性聚乳酸；

S2、将所述改性聚乳酸、驻极母粒、高分子驻极体和助剂混合均匀，制得混合料，将所述混合料喂入螺杆挤出机熔融挤出为熔体，通过喷丝孔喷吹成聚乳酸纤维；

所述改性剂为接枝改性的碳纳米管，所述接枝改性的碳纳米管的制备方法包括以下步骤：

a1、碳纳米管加入硝酸溶液后在80℃水浴条件下回流12h，硝酸溶液质量分数为50％，硝酸溶液与碳纳米管的质量比例为8:1，回流处理完毕后依次以浓HNO₃与浓H₂SO₄的混和酸、NaOH溶液、H₂O₂溶液处理，用蒸馏水清洗至中性后干燥，得到第一改性碳纳米管；

a2、称取10g的干燥短绒棉纤维，加入至200ml的二甲酰胺溶液中，搅拌并升温至100℃，保温搅拌反应2h，撤去热源，加入20g的无水氯化锂，继续搅拌至冷却，加入30ml的三乙胺溶液，搅拌均匀后，在冰水浴条件下逐滴滴加20ml对氯化甲苯砜的二甲酰胺溶液，滴加完毕后继续搅拌反应24h，静置沉淀后滤出沉淀，分别以去离子水和无水乙醇洗涤，干燥后溶解在80ml的二甲亚砜中，加入15ml的乙二胺溶液，100℃搅拌反应4h，冷却至室温后加入丙酮析出沉淀，沉淀分别以丙酮和无水乙醇洗涤，干燥后得到氨基改性纤维素，以质量分数1％的醋酸溶液配制为3g/L的溶液，得到氨基改性纤维素溶液；其中，所述对氯化甲苯砜的二甲酰胺溶液中对氯化甲苯砜的质量分数为10％；

a3、将步骤a1制备的第一改性碳纳米管分散在步骤a2制备的氨基改性纤维素溶液中，搅拌反应1-2h，滤出沉淀，依次以质量分数1％的醋酸溶液和去离子水洗涤，得到第二改性碳纳米管；其中，所述第一改性碳纳米管与所述氨基改性纤维素溶液的质量混合比为1：(15-30)；

a4、称取1g所述第二改性碳纳米管分散在20ml的二甲酰胺溶液中，反应气氛置换为氮气后，加入0.077g的催化剂和2.9g的乳酸，封闭反应体系，在氮气保护下升温至80℃，保温搅拌反应24h，待冷却至室温后，滤出沉淀，依次以二甲酰胺、无水乙醇和去离子水洗涤，干燥制得所述接枝改性的碳纳米管。

2.根据权利要求1所述的一种生物基可降解无纺布，其特征在于，步骤S1中所述精制乳酸、所述催化剂和所述改性剂的质量混合比为100：(1-1.8)：(5-12)；步骤S2中所述改性聚乳酸、驻极母粒、高分子驻极体和助剂的质量混合比为100：(4-10)： (0.4-1.2)：(0.1-5)。

3.根据权利要求1所述的一种生物基可降解无纺布，其特征在于，所述催化剂为对二甲氨基吡啶。

4.根据权利要求1所述的一种生物基可降解无纺布，其特征在于，所述熔体的温度为180℃，所述喷丝孔的尺寸为0.5mm，所述喷丝孔的速度为600m/min。

5.根据权利要求1所述的一种生物基可降解无纺布，其特征在于，所述高分子驻极体为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种生物基可降解无纺布，其特征在于，所述助剂包括抗氧化剂、相容剂和成核剂中的一种或多种；所述抗氧化剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯或二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]；所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝丙烯基弹性体、甲基丙烯酸甲酯接枝聚丙烯、甲基丙烯酸甲酯接枝丙烯基弹性体、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝丙烯基弹性体中的一种或多种；所述成核剂为硬脂酸盐，所述硬脂酸盐为硬脂酸锂、硬脂酸钠、硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸锌、二硬脂酸铝中的一种或多种。