[發(fā)明專利]一種含PBAT的可降解纖維及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210349366.0
• 申請日: 2012-09-19
• 公開（公告）號: CN103668541B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 嚴(yán)莉莉
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥杰事杰新材料股份有限公司
• 主分類號: D01F6/92
• 分類號: D01F6/92;D01F1/10;D01D5/088;D01D1/00
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域中的可降解纖維及其制備方法，尤其是涉及一種含PBAT的可降解纖維及其制備方法。

背景技術(shù)

在可降解材料中，聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯(PBAT)是對苯二甲酸、己二酸和丁二醇的三元共聚物，易加工，有較強(qiáng)的韌性和良好的生物降解性，在土壤或堆肥的條件下分解為二氧化碳、生物質(zhì)和水，其他性能類似于低密度聚乙烯。同時PBAT纖維材料具有良好的生物降解性，手感較PLA等纖維材料柔軟，具有較好的彈性，耐熱性好，比普通材料耐高溫，這些優(yōu)點決定了其具有廣闊的應(yīng)用前景。但是，由于PBAT的合成過程采用無規(guī)共聚，使得其不容易結(jié)晶，制約了PBAT纖維制備技術(shù)的發(fā)展以及PBAT作為纖維材料的應(yīng)用。因此，以PBAT為原料制備一種符合環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展要求的可降解纖維，可拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，具有重要的市場意義。

中國專利CN?101760796A介紹了一種PBT高彈絲的制作方法，通過該方法得到的纖維的強(qiáng)度為30.91-35.52cN/tex，伸長率為30-60％，有極好的伸長彈性回復(fù)率和柔軟易染色的特點。但其紡絲溫度較高，易產(chǎn)生熱降解現(xiàn)象。闞瑞俊采用PBAT改變PHBV的結(jié)晶形態(tài)，PHBV/PBAT共混物相對純PHBV有更寬的加工窗口，擴(kuò)寬了其熔融可紡性，但是其共混物的熔噴無紡布的效果并不好，有待進(jìn)一步的提高(東華大學(xué)，碩士論文，2010)。齊中華采用靜電紡絲技術(shù)制備PHBV/Ecoflex(PBAT)共混體系的超細(xì)纖維氈，并分析了Ecoflex的加入對電紡纖維的平均直徑和直徑分布的影響，但在紡絲前需要配置PHBV/Ecoflex/二氯甲烷溶液，工藝較復(fù)雜(合成技術(shù)與應(yīng)用，2008)。

針對上述問題，本發(fā)明采用PBAT與其它高分子材料共混后進(jìn)行熔融紡絲，其中，用來紡絲的線性聚酯的分子量高，且分布較均勻時，得到的纖維的性能較好，在紡絲過程中加長冷卻距離，從而有效的改善了PBAT紡絲過程中不易冷卻，容易粘結(jié)的問題。同時工藝簡單易行，可改善PBAT纖維的性能，有效拓寬PBAT纖維材料的應(yīng)用領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種具有較好的可紡性、較高的力學(xué)強(qiáng)度以及持續(xù)穩(wěn)定的柔軟手感的含PBAT的可降解纖維及其制備方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種含PBAT的可降解纖維，由包含以下重量份的組分制成：

聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯(PBAT)?????30-90份

高分子聚合物????????????????????????10-70份。

所述的聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯的熔點為110～160℃，熱分解溫度高于300℃，重均分子量為4～12萬，分子量分散度為1.5～3。

所述的聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯的熔點優(yōu)選為130～150℃，重均分子量優(yōu)選為8～10萬，分子量分散度優(yōu)選為2～2.5。

所述的高分子聚合物選自聚羥基丁酸(PHB)、聚羥基丁酸-戊酸酯(PHBV)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)或聚乳酸(PLA)中的一種或兩種。

所述的聚羥基丁酸的重均分子量為7～30萬，所述的聚羥基丁酸-戊酸酯的重均分子量為10～40萬，所述的聚丁二酸丁二醇酯的重均分子量為9～15萬，所述的聚乳酸的重均分子量為6～16萬。

一種含PBAT的可降解纖維的制備方法，該方法包括以下步驟：

(1)將聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯及高分子聚合物真空干燥至水分含量為100ppm以下；

(2)將干燥后的聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯與高分子聚合物按比例混合后進(jìn)行熔融紡絲，并冷卻、繞卷成型，直接得到含PBAT的可降解纖維的預(yù)牽伸絲。

該方法還可以將干燥后的聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯與高分子聚合物按比例混合后，用雙螺桿擠出機(jī)熔融共混、擠出、造粒，得到共混顆粒；再將共混顆粒真空干燥至水分含量為100ppm以下后進(jìn)行熔融紡絲，并冷卻、繞卷成型，得到含PBAT的可降解纖維的預(yù)牽伸絲。

所述的真空干燥的時間為24～48小時，真空干燥的溫度為70～100℃，所述的熔融紡絲的溫度為180～245℃，所述的冷卻為采用加長距離冷卻，冷卻的距離為3～5m，卷繞的速度為500～1500m/min。

所述的熔融紡絲采用螺桿型紡絲機(jī)。

所述的擠出的溫度為170～220℃，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿的轉(zhuǎn)速為100～500rpm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點及有益效果：