[发明专利]一种聚乳酸气凝胶复合功能性纤维的制备方法

权利要求书

1.一种聚乳酸气凝胶复合功能性纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：将气凝胶粉体与聚乳酸切片粉体均匀混合并制成母粒，所述聚乳酸切片粉体占75-90%，所述气凝胶粉末占10-25%；

步骤S2：在温度为220～245℃、熔体压力为1～2MPa条件下，将均匀混合后的气凝胶母粒与PLA切片熔融形成纺丝熔体；

步骤S3：通过喷丝组件将纺丝熔体拉丝形成初生纤维，并吹风冷却固化；

步骤S4：将上一步骤所制备的初生纤维经过集束、导丝机进行浸油槽浸渍油剂；

步骤S5：对浸渍后的长丝进行牵伸、热定型。

2.根据权利要求1所述的一种聚乳酸气凝胶复合功能性纤维的制备方法，步骤S1中，所述气凝胶粉末的重量百分比为0.5-3%。

3.根据权利要2所述的一种聚乳酸气凝胶复合功能性纤维的制备方法，其特征在于，所述气凝胶粉末为二氧化硅气凝胶粉体，粒径为5～20微米，孔隙率大于90%。

4.根据权利要求1所述的一种聚乳酸气凝胶复合功能性纤维的制备方法，其特征在于，步骤S1中，采用转鼓干燥机对气凝胶母粒与PLA切片进行干燥，在转鼓干燥温度小于PLA切片的玻璃化转变温度条件下进料，进料后冷却0.5h，然后在60℃干燥1h、在70℃条件下干燥4h、在80℃条件下干燥1h、在130℃条件下干燥6-7h，干燥真空度≤-0.098MPa；烘干后的含水率≦15×10^-6，波动值≦3×10^-6。

5.根据权利要求1所述的一种聚乳酸气凝胶复合功能性纤维的制备方法的制备方法，其特征在于，步骤S2中，采用纺丝联合机进行纺丝，螺杆冷却区100℃，螺杆一区的温度为223±3℃，螺杆二区的温度为235±3℃，螺杆三区的温度为240±3℃，螺杆四区的温度为242±3℃，螺杆五区的温度为240±3℃，螺杆六区的温度为235±3℃；前后配管及过滤器的温度为230±2℃，箱体的温度为230±2℃；进风量为620±10Pa；纺速为1050 m/min；计量泵频率32.33 Hz。

6.根据权利要求1所述的一种聚乳酸气凝胶复合功能性纤维的制备方法，其特征在于，步骤S3中，吹风冷却固化是先经依次经过缓冷区和骤冷区进行冷却成形；所述的缓冷区的温度控制在230～240℃，缓冷区的高度在75～80mm；在骤冷区采用侧吹风，侧吹风一侧设置一厚度为15～20mm的针刺无纺布，并在侧吹风的相对位置设置一弧形板；并设置一抽风装置（1），用于排除热量及烟雾；侧吹风的温度为25～30℃，风速为0.3～0.5m/s，风湿则控制在75～80%。

7.根据权利要求1所述的一种聚乳酸气凝胶复合功能性纤维的制备方法，其特征在于，步骤S5中依次包括第一道牵伸机、油浴牵伸槽、第二道牵伸机、第三道牵伸机、热定型、蒸汽加热箱（2）；所述牵伸槽油温为65±2℃；牵伸总倍数为3.0～3.3，其中第一道牵伸机的牵伸倍数为2.88～2.90，第二道牵伸机的牵伸倍数为1.04～1.14，第三道牵伸机和紧张热定形机冷凝水温度为135±5℃；第三道牵伸机速度速度≤120 m/min；温水循环装置（6）的循环水温为室温；烘箱烘干区温度PLA玻璃化转变温度；烘箱链板速度调整至进入烘箱丝束不堆积。

8.根据权利要求7所述的一种聚乳酸气凝胶复合功能性纤维的制备方法，其特征在于，所述热定型是将长丝在具有张力的情况进行张紧热定型，张紧热定型的温度为超过PLA的玻璃化转变温度2～3℃，张力为25～30CN。

9.根据权利要求1所述的一种聚乳酸气凝胶复合功能性纤维的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述浸渍油剂中包括22～25wt%的抗静电剂、5～8wt%的集束剂、1～2wt%的稳定体系助剂，其余为去离子水。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种聚乳酸气凝胶复合功能性纤维的制备方法，其特征在于，还包括一个余热回收自给系统，该系统包括步骤S3中的抽风装置（1）与步骤S5中蒸汽加热箱（2）、温水循环装置（6），抽风装置（1）的输出端连通烟气换热器（4），烟气换热器（4）的热水出口端连通温水循环装置（6）的输入端，烟气换热器（4）的烟气出口端连通烟雾净化器（3），烟雾净化器（3）的输出端连通蒸汽加热箱（2）的进气端（5）。