[發明專利]一種可完全生物降解脂肪族共聚酯熔噴非織造布的制備方法

有效

• 申請號: 201310146962.3
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN103215749A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 王秀華;姚玉元
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: D04H1/435
• 分類號: D04H1/435;C08G63/20;C08G63/86
• 代理公司: 紹興市越興專利事務所 33220
• 代理人: 蔣衛東

技術領域

本發明涉及一種可完全生物降解脂肪族共聚酯熔噴非織造布的制備方法，特別是一種連續聚合、熔體直紡可完全生物降解脂肪族共聚酯熔噴非織造布的制備方法，屬于非織造布領域。

背景技術

隨著環境問題的日益突出，可生物降解材料越來越受到世界各國的關注。脂肪族聚酯主鏈中含有易水解的酯鍵，且主鏈柔順，很容易在微生物的作用下通過酶的催化而發生降解，其作為環境友好材料已成為世界范圍內研究開發的熱點。其中已成功產業化的有聚乳酸（PLA）、聚己內酯（PCL）和脂肪族二元醇酸聚酯等，如聚丁二酸丁二醇酯（PBS）作為一類典型的生物降解脂肪族聚酯，由于其綜合性能優異，性價比合理而備受青睞，近幾年發展較快，是當前國內外研究和開發最多、技術相對成熟、產業化規模最大的生物降解材料，也是進入市場最早的品種之一，主要用于生產包裝、薄膜、農林水產和土木資材等，實現可完全生物降解，減小對環境的污染。但同時因其生產成本較高，加上熔點較低，使得在高溫紡絲條件下的熔體強度較低，加工性能較差，阻礙了其在纖維及非織造領域的應用。專利申請號：200910247374.2，專利名稱為：一種可生物降解非織造材料的制造方法，以聚丁二酸-共-對苯二甲酸乙二醇酯切片為原料，采用熔噴法，生產非織造材料，產品具有較好的熱力學性能和生物可降解性能。但較高對苯二甲酸含量的存在，使其最終降解產物不僅僅是CO₂和H₂O，還有難降解的對苯二甲酸單體存在。

聚丁二酸乙二醇酯（PES）聚酯是PBS聚酯的同系列聚合物，也是結晶性聚合物，其熔點約為104℃，玻璃化溫度約為-12.5℃，結晶速度較快，熱穩定性較好，可生物降解，且生產成本低于PBS。有關PES聚酯的合成，相關文獻也有報道。如以丁二酸酐和環氧乙烷為原料進行開環聚合，得到了相對分子質量較高的PES，但因環氧乙烷的毒性較大，容易污染環境并危害操作人員的身體健康，需要很嚴格的控制反應。以十氫萘為溶劑，通過溶液聚合合成了較高相對分子量的聚丁二酸乙二醇酯PES，但溶液聚合反應速度較慢，以及需要對溶劑回收處理，生產成本較高，難以得到實際應用。此外，報道通過熔融縮聚法合成出PES，但其縮聚反應時間過長。專利申請號：200810132792.2，專利名稱為：一種聚丁二酸乙二醇酯制備方法，以丁二酸（SA）和乙二醇（EG）為原料，以溶液聚合的方法先制得預聚體，然后通過擴鏈的方法制得高分子量的PES，用于塑料生產，但該方法存在需溶劑回收、反應時間長等不足。盡管國內外對PES的研究剛剛開始，尚未有商業化產品的推出，但無論從原料來源上，還是從PES的性能和成本角度而言，PES均是一類極具潛力的環境友好性聚酯。

因此，克服PBS和上述PES的制備方法中存在的工藝流程復雜、生產成本高、切片干燥難、重新熔融后分子量下降大、熔體強度低，難以滿足加工工藝要求等不足，是本發明要突破的重點。

發明的內容

本發明的目的在于提供了一種可完全生物降解脂肪族共聚酯熔噴非織造布的制備方法，具有流程短、成本低、熔體質量穩定、加工性能優良，制得的非織造布力學性能等指標均能滿足使用要求，而且最終產品可在使用廢棄后，被自然界的微生物或酶分解，最終產物為二氧化碳和水，是一種可完全生物降解高分子材料。

為達到上述目的，本發明的技術方案是：

一種可完全生物降解脂肪族共聚酯熔噴非織造布的制備方法，包括如下步驟：1）制備脂肪族共聚酯熔體：以丁二酸和乙二醇為原料，季戊四醇為改性單體，并加入銻系催化劑，在打漿釜內打成漿料；將上述漿料連續穩定輸送至反應釜中進行酯化反應制得酯化物；再將上述制得的酯化物采用泵輸送到縮聚工段進行縮聚制得脂肪族共聚酯熔體；2）制備脂肪族共聚酯熔噴非織造布：將步驟1）制得的脂肪族共聚酯熔體通過熔體輸送設備，進入紡絲箱體，經計量泵計量、熔體模頭擠出及高速熱氣流拉伸，形成不連續的超細纖維，然后收集在鋪網裝置上，利用熱空氣的余熱產生自粘合、成卷，制得可完全生物降解脂肪族共聚酯熔噴非織造布。