[發(fā)明專利]纖維及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610892112.1
• 申請日: 2016-10-13
• 公開（公告）號: CN107938024B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 詹姆斯·洪學(xué)·王;周炳
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: D01F8/14
• 分類號: D01F8/14;D01F8/10;C08F251/02;C08F220/28
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種熱塑性纖維素、微生物合成聚酯、反應(yīng)性單體的共混物纖維，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中熱塑性纖維素低溫加工過程中粘度高，成纖性差，而使其應(yīng)用領(lǐng)域受限的技術(shù)問題。本發(fā)明通過采用一種纖維，含接枝改性的熱塑性纖維素與微生物合成聚酯共混物，以質(zhì)量份數(shù)計，該接枝改性的熱塑性纖維素與微生物合成聚酯共混物包括以下組分：1)20至80份的熱塑性纖維素；2)80至20份的微生物合成聚酯；3)0.1至10份的反應(yīng)性單體；其特征在于所述共混物中反應(yīng)性單體至少接枝到熱塑性纖維素與微生物合成聚酯其一之上的技術(shù)方案，較好地解決了該問題，可用于可生物降解共混物纖維的工業(yè)化生產(chǎn)中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于纖維領(lǐng)域，具體渉及一種具有特殊流變性質(zhì)的接枝改性的熱塑性纖維素與微生物合成聚酯的共混物纖維，本發(fā)明還渉及一種制備具有特殊流變性質(zhì)的接枝改性的熱塑性纖維素與微生物合成聚酯共混物纖維的方法。

技術(shù)背景

纖維素是地球上儲量最多的有機高分子，也是每年可再生量最多的生物質(zhì)材料。纖維素是綠色植物細胞壁中的結(jié)構(gòu)材料，木本植物含有約30-40％的纖維素、棉花纖維則含有約90％的纖維素。纖維素的主要工業(yè)用途為紙張和紙板，另有少量纖維素用于制備如賽璐酚(Cellophane)、粘膠(Rayon)等再生纖維素以及一些纖維素衍生物。

由于纖維素是植物通過光合作用把大氣中的二氧化碳與水轉(zhuǎn)化成的天然高分子，因此纖維素中的碳元素屬于近期固定的碳而不同于石油或煤炭等化石燃料及其石化產(chǎn)品中的數(shù)百萬年之前固定的碳元素，不同時期固定的碳元素可以通過¹⁴C同位素標定法進行檢測。由于這些差別，基于生物質(zhì)原料制備的生物基高分子制品相對于石油基高分子制品具有原料低碳的優(yōu)勢，再采用低能耗和低碳排放的生產(chǎn)工藝，就可以生產(chǎn)出綠色低碳的高分子制品。出于此類考慮，天然高分子，包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、淀粉、甲殼素等，及其衍生物制品在全球受到了日益增加的關(guān)注和研發(fā)，以開發(fā)出優(yōu)質(zhì)的綠色低碳環(huán)保制品。而經(jīng)過生命循環(huán)評估(Life Cycle Assessment)確認的綠色低碳制品的廣泛應(yīng)用，將有助于支持綠色生產(chǎn)和綠色生活方式，為降低大氣中的溫室效應(yīng)氣體(二氧化碳等)的含量和緩解全球的氣候變化做出貢獻。

雖然纖維素具有原料上的低碳優(yōu)點，但作紡絲應(yīng)用的纖維素量很少，這是由于纖維素的熱分解溫度低于其熔點而不具有熱塑性質(zhì)。為克服纖維素的這一缺陷，研究人員開發(fā)出了溶液法生產(chǎn)的再生纖維素，即把纖維素或纖維素衍生物先溶解在溶劑中，經(jīng)過溶液加工成型，制備成薄膜或紡絲后再轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維素，紡織工業(yè)中的粘膠纖維即采用這種方法制備。

另外對于纖維素衍生物當其每個重復(fù)脫水葡萄糖單元上的三個羥基經(jīng)足夠的化學(xué)轉(zhuǎn)變后，也能具有較低的熔化或塑化溫度，可以進行有限的熱塑加工，成為熱塑性纖維素，這類材料包括一定取代度的纖維素酯和纖維素醚。由于這類纖維素衍生物的產(chǎn)量和產(chǎn)品種類有限，而工業(yè)化的此類產(chǎn)品的粘度比較高，在較低加工溫度下尤其明顯，不適合需要低熔體粘度的加工方法如紡絲、注塑等；目前纖維素酯和纖維素醚有很大一部分用作涂料或膠黏劑領(lǐng)域的添加劑【高振華，邸明偉，《生物質(zhì)材料及應(yīng)用》，2008】。因此，從加工應(yīng)用的角度，有開發(fā)低粘度且具有良好加工性能的熱塑性纖維素衍生物的技術(shù)需求，以滿足相關(guān)原料的市場需求。

截至目前，尚未有文獻報導(dǎo)接枝改性的熱塑性纖維素與微生物合成聚酯共混物的特殊流變行為，并且現(xiàn)有技術(shù)中沒有提供有效降低熱塑性纖維素與微生物合成聚酯共混物的熔體粘度的方法，使這一類的共混物的應(yīng)用受到了限制。

本發(fā)明公布了一種有效降低熱塑性纖維素與微生物合成聚酯共混物熔體粘度的連續(xù)熔融擠出方法，發(fā)現(xiàn)了意想不到的現(xiàn)象與結(jié)果，公布了具有特殊流變性質(zhì)的共混物組成，并成功將該共混物應(yīng)用到了纖維和無紡布領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容