[发明专利]一种生物降解纤维及其制备方法

说明书

本发明属于纤维材料技术领域，尤其涉及一种生物降解纤维及其制备方法。本发明提供的生物降解纤维由生物降解材料与成孔剂熔融纺丝制成，以重量份数计，所述生物降解材料包括：聚乳酸15～99份；聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯1～85份；聚己内酯0～20份；纳米填料0.1～5份；偶联剂0.05～2份；所述聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和聚己内酯的合计重量份数为100份；所述生物降解材料和成孔剂的质量比为100：(0.1～10)。本发明提供的生物降解纤维兼具优异的透气性、导湿性和力学强度，为进一步拓展生物降降解纤维的功能性应用领域提供了良好基础，市场前景十分广阔。

技术领域

本发明属于纤维材料技术领域，尤其涉及一种生物降解纤维及其制备方法。

背景技术

聚酯纤维是用化学合成与机械加工的方法制成的合成纤维，经纺织制成衣物后，在如今“快时尚”的服装消费文化中，购买、清洁和丢弃的衣物数量越来越多，但这些纤维制品并非如人们所想的那般被大自然分解，因聚酯纤维的化学性质非常稳定，难以降解，而是长时间停留在环境中时刻威胁着人民的健康，对环境造成危害。

为减少环境污染问题，促进聚酯产业的可持续发展，各领域专家学者开展可生物降解材料替代传统聚酯纤维材料的基础研究和应用开发工作。生物降解纤维是指在一定时间内能被微生物慢慢降解成二氧化碳和水的材料，不会对环境造成污染。主要品种有生物质来源蛋白类纤维、纤维素纤维、甲壳质类纤维以及合成的生物降解聚酯材料纤维。

聚乳酸(PLA)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚己内酯(PCL)等生物降解聚酯材料本身具有良好的可纺性能，但是采用这些材料制成的纤维材料的透气性能、导湿性能和力学性能还难以满足使用要求，有待进一步提高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种生物降解纤维及其制备方法，本发明提供的生物降解纤维具有良好的透气性、导湿性和力学强度。

本发明提供了一种生物降解纤维，由生物降解材料与成孔剂熔融纺丝制成，以重量份数计，所述生物降解材料包括：

所述聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和聚己内酯的合计重量份数为100份；

所述纳米填料的形状为棒状、针状和片状中的一种或多种；棒状纳米填料的径向尺寸为1～50nm，轴向尺寸为10～200nm；针状纳米填料的径向尺寸为1～50nm，轴向尺寸为10～200nm；片状纳米填料的厚度为1～50nm，粒径为10～200nm；

所述生物降解材料和成孔剂的质量比为100：(0.1～10)。

优选的，所述聚乳酸的重均分子量为10万～60万。

优选的，所述聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯中己二酸丁二酯所对应的重复单元与对苯二甲酸丁二酯所对应的重复单元的摩尔比为1：(0.25～4)；所述聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的重均分子量为5～30万。

优选的，所述聚己内酯的重均分子量为5～25万。

优选的，所述纳米填料的种类为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米三氧化二铝和纳米凹凸石中的一种或多种。

优选的，所述偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、聚马来酸酐、乙酰化单甘油脂肪酸酯和钛酸四丁酯中的一种或多种。

优选的，所述成孔剂为乙二酸、2－羟基丁二酸、聚乙烯醇、壳聚糖和葡聚糖中的一种或多种。

本发明提供了一种上述技术方案所述的生物降解纤维的制备方法，包括以下步骤：

a)将聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚己内酯、纳米填料和偶联剂进行熔融共混，得到生物降解材料；

b)将所述生物降解材料与成孔剂进行熔融纺丝，得到生物降解纤维。