[發(fā)明專利]一種聚乳酸纖維

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210481291.1
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN103835016A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 施澤順;季亞娟;望月克彥
• 申請（專利權(quán)）人: 東麗纖維研究所(中國)有限公司
• 主分類號: D01F6/62
• 分類號: D01F6/62;C08G63/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高分子量、高熔點(diǎn)及結(jié)晶性優(yōu)異的嵌段聚乳酸纖維。更具體地說，涉及一種立體絡(luò)合晶體、具有高分子量高熔點(diǎn)的嵌段聚乳酸纖維。

背景技術(shù)

聚乳酸（PLA）作為一類生物來源、可完全降解、對環(huán)境友好的脂肪族聚酯類高分子材料，越來越受到人們的重視。PLA具有優(yōu)良的生物相容性，可在生物體內(nèi)經(jīng)酶分解，也可以在微生物、水、酸、堿等作用下完全分解，最終產(chǎn)物是二氧化碳和水，而且PLA燃燒時(shí)不會散發(fā)毒氣，不會造成污染。

但是，普通聚乳酸（PLLA或PDLA）的熔點(diǎn)較低，在150℃～170℃范圍內(nèi)，將這種聚乳酸纖維作為衣料使用時(shí)，僅可在低溫條件下進(jìn)行熨燙，使用中溫或高溫熨燙時(shí)，纖維的表面易出現(xiàn)熔粘、收縮、破裂等現(xiàn)象，且織物的質(zhì)感也會變硬。而作為產(chǎn)業(yè)用纖維時(shí)，也由于其本身的熔點(diǎn)溫度較低，不能在較高溫度下（150度以上的溫度）的加工，從以上的內(nèi)容可以看出，由于聚乳酸本身熔點(diǎn)溫度較低的原因，這就限制了聚乳酸纖維在衣料和產(chǎn)業(yè)方面的應(yīng)用。

另一方面，雖然PLLA或PDLA的熔點(diǎn)較低，但是將PLLA和PDLA混合加工后，可以形成立體絡(luò)合的聚乳酸（外消旋聚乳酸），所形成的立體絡(luò)合的結(jié)晶結(jié)構(gòu)比單獨(dú)的PLLA或PDLA的結(jié)晶更為緊密，其熔點(diǎn)比單獨(dú)的PLLA或PDLA高出40～50℃。日本專利特開昭63-241024號公報(bào)中，首次提出利用PLLA和PDLA混合后出現(xiàn)的上述特性可以在工業(yè)中進(jìn)行應(yīng)用，將等摩爾量的PLLA和PDLA的組成物進(jìn)行熔融紡絲，得到的纖維強(qiáng)度只有0.5cN/dtex左右，不能滿足一般纖維的用途。日本專利特開昭63-264913號公報(bào)中，公開了將PLLA和PDLA在溶液狀態(tài)下混合后進(jìn)行溶液紡絲的技術(shù)，但是這種方法混和后的混合物穩(wěn)定性較差，不能進(jìn)行安定的紡絲，且纖維的性能品質(zhì)也較差。

此外，通常的立體絡(luò)合聚乳酸并不顯示立體絡(luò)合物聚乳酸的單一結(jié)晶，在DSC測定時(shí)會顯示均質(zhì)晶體的熔融對應(yīng)的190℃以下的低熔點(diǎn)晶體熔融峰、立體絡(luò)合物晶體的熔融對應(yīng)的190℃以上的高熔點(diǎn)晶體熔融峰2個(gè)峰，特別是在高分子量的區(qū)域內(nèi)，無法通過熔融混煉得到立體絡(luò)合物聚乳酸。

此外還有通過熔融紡絲制得的纖維進(jìn)行高溫?zé)崽幚砑庸ぃ瑥亩沽Ⅲw絡(luò)合晶體進(jìn)行成長，但是為了使立體絡(luò)合晶體更好的成長，必須在PLLA或PDLA的熔點(diǎn)以上的溫度下進(jìn)行熱處理加工，但是在此高溫下進(jìn)行熱處理，纖維會出現(xiàn)熱收縮或部分熔融等問題的發(fā)生，影響其使用。

發(fā)明內(nèi)容

?本發(fā)明的目的在于提供一種具有高分子量、高熔點(diǎn)及結(jié)晶性優(yōu)異的聚乳酸纖維。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種聚乳酸纖維，其重均分子量為10～30萬，纖維的單分子鏈中含有由L-乳酸結(jié)構(gòu)單元形成的連續(xù)鏈段和由D-乳酸結(jié)構(gòu)單元形成的連續(xù)鏈段，其中由一種乳酸結(jié)構(gòu)單元形成的最長連續(xù)鏈段的重均分子量小于纖維重均分子量的一半。所述單分子鏈中由L-乳酸結(jié)構(gòu)單元形成的連續(xù)鏈段和由D-乳酸結(jié)構(gòu)單元形成的連續(xù)鏈段總數(shù)在3個(gè)以上。

L-乳酸結(jié)構(gòu)單元形成的連續(xù)鏈段是以L-乳酸為主成分的聚合體，其中L-乳酸的含量占90mol%以上，優(yōu)選95mol%以上。D-乳酸結(jié)構(gòu)單元形成的連續(xù)鏈段是以D-乳酸為主成分的聚合體，其中D-乳酸的含量占90mol%以上，優(yōu)選95mol%以上。

本發(fā)明中L-乳酸和D-乳酸結(jié)構(gòu)單元形成嵌段聚乳酸，在不影響聚乳酸性能的條件下，聚乳酸的共聚成分單元還可以有來自具有可形成兩個(gè)以上酯鍵的官能團(tuán)的二羧酸、多元醇、羥基羧酸、內(nèi)酯等的單元，或者來自含有上述各種構(gòu)成成分的聚酯、聚醚、聚碳酸酯等的單元。

上述羧酸可以列舉的有琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸等；多元醇有乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、辛二醇、甘油、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、聚丙二醇等脂肪族多元醇等或雙酚中加成有環(huán)氧乙烷等的芳族多元醇等；羥基羧酸有乙醇酸、羥基丁基羧酸、羥基丁基羧酸等。

發(fā)明聚乳酸纖維的重均分子量為10～30萬，優(yōu)選12萬～25萬，更優(yōu)選14萬～20萬。分子量小于10萬，所得到的聚乳酸纖維的強(qiáng)度低下，使用性較低；分子量大于30萬，聚乳酸的聚合度較大，其熔融粘度較大，熔融紡絲過程中紡絲困難。

由L-乳酸結(jié)構(gòu)單元形成的連續(xù)鏈段和由D-乳酸結(jié)構(gòu)單元形成的連續(xù)鏈段中，最長連續(xù)鏈段的重均分子量小于纖維重均分子量的一半。如果由一種乳酸結(jié)構(gòu)單元形成的最長連續(xù)鏈段的重均分子量大于等于纖維重均分子量的一半，形成立體構(gòu)象晶體困難，得到的聚乳酸纖維的熔點(diǎn)上升較小。