[发明专利]一种可降解纤维及其制备方法和应用

说明书

本发明属于纤维制造技术领域，提供了一种可降解纤维及其制备方法和应用，本发明主要利用特定含量的聚羟基脂肪酸酯和聚酰胺制得可降解纤维，并采用较低含水率的聚羟基脂肪酸酯，本发明提供的可降解纤维的强度可高达4.92cN/dtex，伸长率可达54.2％，可纺性好，而且具有良好的可降解性能，13个月的降解率可高达85％，本发明直接利用特定含量的聚羟基脂肪酸酯和聚酰胺通过共混制得可降解纤维，制备方法简便易操作，步骤少，所制得的纤维具有良好的可纺性和可降解性，可用于制备可降解材料、纺织材料等。

技术领域

本发明涉及纤维制造技术领域，更具体地，涉及一种可降解纤维及其制备方法和应用。

背景技术

聚酰胺纤维(锦纶)与涤纶纤维一样，是化纤的重要一员，由于聚酰胺纤维具有高强度、高弹性和吸湿的特性，广泛用于纺织服装行业。但是聚酰胺纤维是髙结晶、高取向的线性高分子材料，在通常情况下难以生物降解。为了赋予聚酰胺纤维生物可降解性能，可以在所应用的产品上打上绿色标签，作为可再生产品在循环经济中体现出其经济价值，现有技术作出了诸多尝试，例如中国专利CN109749079A公开了一种采用封端的二元酸聚酰胺6(PA6)预聚体与生物基二元醇进行酯交换，再与生物聚酯发生共聚反应，先后进行了两步化学反应，最终制得可降解聚酰胺酯，进一步用于纺丝，得到单丝纤度为0.5-20dtex，强度为1.0-2.5cN/dtex的可降解聚酰胺酯纤维，在土壤里掩埋6个月后质量损失率为65-95％。但是，该方法需要先制得聚酰胺的二元醇预聚物，然后与生物聚酯共聚，再通过铸带切粒并萃取其中的水溶性低分子物才可用来纺丝，方法繁琐，步骤多，并且所制得的纤维单丝强度低于2.5cN/dtex，难以满足织造和染整的需要。

因此，亟需开发一种兼具良好的降解性能和高强度的聚酰胺纤维。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种可降解纤维及其制备方法和应用，本发明提供的可降解纤维的降解性能好、强度高，13个月的降解率可高达85％，强度可高达4.92cN/dtex，伸长率可达54.2％，可纺性良好。

本发明的第一方面提供一种可降解纤维。

具体地，一种可降解纤维，制备所述可降解纤维的原料组分包括：聚羟基脂肪酸酯和聚酰胺；所述聚羟基脂肪酸酯和聚酰胺的质量比为(10-40)：(60-90)；所述聚羟基脂肪酸酯的含水率为0-100ppm。

本发明主要利用特定配比的聚羟基脂肪酸酯(PHA)和聚酰胺(PA)制得可降解纤维，一方面，PHA本身具有可降解性能，PHA不仅可以破坏PA的高结晶，增加无定型结构，更有利于水分子的渗入，另一方面，PHA自身是一种可完全生物降解材料，在适当的水分、温度的自然环境中，还会促进微生物的繁殖，从而加快对PHA及PA的降解，综合以上两方面的作用，使得原本难以降解的PA在与PHA共同制成纤维后，能够获得良好的降解性能；本发明采用了较低含水率的聚羟基脂肪酸酯，由于聚羟基脂肪酸酯含有酯键(-COO-)加工过程若含水率高，则酯键容易水解，纤维强度下降，而且纺丝期间的烟雾过多，本发明主要利用含水率低的聚羟基脂肪酸酯和聚酰胺以特定配比共混制得可降解纤维，不仅具有良好的可降解性能，而且强度高。

优选地，所述聚羟基脂肪酸酯和聚酰胺的质量比为(10-38)：(62-90)。

更优选地，所述聚羟基脂肪酸酯和聚酰胺的质量比为(10-30)：(70-90)。

优选地，所述聚羟基脂肪酸酯的含水率为0-40ppm。

优选地，所述聚羟基脂肪酸酯为聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)、3-羟基丁酸-3羟基己酸共聚酯(PHBHHX)、聚-3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯(P34HB)中的一种或几种。

优选地，所述聚酰胺为聚酰胺6(PA6)、聚酰胺66(PA66)、聚酰胺11(PA11)、聚酰胺12(PA12)中的一种或几种。