[發(fā)明專(zhuān)利]一種可生物降解紡絲材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010618805.8
• 申請(qǐng)日: 2020-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111733475B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹繼磊;錢(qián)志國(guó);趙梓杉;孫玉增;曹亮;錢(qián)毅;朱朗暉;劉天驕;孫潔;竺朝山;畢立;王利新;宋佳;唐鳴;王璐
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京科方創(chuàng)業(yè)科技企業(yè)孵化器有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): D01F6/92
• 分類(lèi)號(hào): D01F6/92;D01F1/10;C08G63/688
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 馬小星

本發(fā)明提供了一種可生物降解紡絲材料及其制備方法和應(yīng)用，屬于可生物降解材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的可生物降解紡絲材料，包括以下質(zhì)量份的制備原料：化學(xué)修飾的PBAT 80～93份；PCL 1～8份；銀納米線(xiàn)乳液0.5～2份；功能母粒3～11份；降解平衡劑0.05～0.2份；所述化學(xué)修飾的PBAT的重均分子量為16000～38000；所述銀納米線(xiàn)乳液中銀納米線(xiàn)的質(zhì)量含量為45～60％。本發(fā)明提供的紡絲材料兼具較好的紡絲性能和良好的強(qiáng)度，可被生物降解，且降解過(guò)程可按照人類(lèi)使用要求有效控制，將其進(jìn)行紡絲得到的產(chǎn)品還具有良好的透氣性和抗菌性，服裝材料方面兼具一定的阻隔效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及非織造材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可生物降解紡絲材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

聚酯纖維(POLYESTERFIBERS)，俗稱(chēng)滌綸。是由有機(jī)二元酸和二元醇縮聚而成的聚酯經(jīng)紡絲所得的合成纖維，簡(jiǎn)稱(chēng)PET纖維，屬于高分子化合物。于1941年發(fā)明，是當(dāng)前合成纖維的第一大品種。聚酯纖維最大的優(yōu)點(diǎn)是抗皺性和保形性很好，具有較高的強(qiáng)度與彈性恢復(fù)能力，其堅(jiān)牢耐用、抗皺免燙、不粘毛、具有優(yōu)良的紡織性能和服用性能。聚酯纖維用途廣泛，可以純紡織造，也可與棉、毛、絲、麻等天然纖維和其他化學(xué)纖維混紡交織，制成花色繁多、堅(jiān)牢挺括、易洗易干、免燙和洗、可穿性能良好的仿毛、仿棉、仿絲、仿麻織物。應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋了衣服、鞋類(lèi)、室內(nèi)裝飾織物和地毯等。在工業(yè)上還可用作輪胎簾子線(xiàn)、運(yùn)輸帶、消防水管、纜繩、漁網(wǎng)等，甚至在電絕緣材料、耐酸阻隔布和造紙毛毯等方面也有涉及。

全世界聚酯工業(yè)的原料至今都來(lái)自于石油，大量使用聚酯纖維的后果必然引起石油資源的巨大浪費(fèi)，使用化石原料合成材料所帶來(lái)的白色污染問(wèn)題也時(shí)有發(fā)生，尤其是一次性產(chǎn)品使用效率低，棄置率高，對(duì)于環(huán)境的危害不可忽略，為了降低對(duì)石油資源的依賴(lài)，尤其是減少環(huán)境污染問(wèn)題，促進(jìn)聚酯產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，各領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者逐漸開(kāi)展可生物降解塑料替代傳統(tǒng)聚酯纖維材料的研究工作。

對(duì)苯二甲酸/己二酸丁二醇酯的研究工作一直是可生物降解材料領(lǐng)域的研究重點(diǎn)，其材料本身具有較好的可紡絲性能，力學(xué)性能和彈性性能較為優(yōu)異，不易起球起皺，但其在使用過(guò)程中隨著深入研究，完全可生物降解材料實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在幾個(gè)問(wèn)題：一是仍然存在性能不可控，隨著使用時(shí)間和加工次數(shù)會(huì)有所降低，其中以力學(xué)性能、熱性能、表觀變化較為明顯，同時(shí)其染色性能也具有一定的不穩(wěn)定性，透氣性能方面則因其本身屬于高分子材料在空氣阻力方面仍然存在一定的缺陷；二是降解速度不可控，材料具有完全可生物降解性，但其實(shí)際降解的過(guò)程仍然無(wú)法按照人類(lèi)使用要求有效控制，如何有效平衡材料的分子量和性能之間的關(guān)系以及通過(guò)對(duì)擠出工藝和紡絲工藝的評(píng)估提前進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)還未能完全解決；三是可生物降解紡絲材料在使用過(guò)程中是否具有良好的透氣性、彈性、抗菌性及染色性能也具有一定的技術(shù)難點(diǎn)；最后，材料在聚合過(guò)程中，由于體系和環(huán)境中均不可避免的存在水分子，如何降低紡絲材料的含水率以及減少水分對(duì)紡絲材料的性能影響也亟待解決。由此可見(jiàn)，制備一種同時(shí)滿(mǎn)足上述幾種要求且能改善材料自身缺陷方面的紡絲材料是非常有必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可生物降解紡絲材料及其制備方法和應(yīng)用，本發(fā)明提供的紡絲材料兼具較好的紡絲性能和良好的強(qiáng)度，可被生物降解，且降解過(guò)程可按照人類(lèi)使用要求有效控制，將其進(jìn)行紡絲得到的制品還具有良好的透氣性和抗菌性，阻隔服裝材料方面兼具一定的阻隔效果。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種可生物降解紡絲材料，包括以下質(zhì)量份的制備原料：

所述化學(xué)修飾的PBAT的制備包括以下步驟：

(1)將己二酸、1,4-丁二醇和新型擴(kuò)鏈補(bǔ)充劑混合，進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到酯化體系；所述新型擴(kuò)鏈補(bǔ)充劑包括1,4-環(huán)己烷二羧酸二甲酯、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚和反式-9,10-環(huán)氧十八烷酸甲酯，所述1,4-環(huán)己烷二羧酸二甲酯、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚和反式-9,10-環(huán)氧十八烷酸甲酯的摩爾比為1:1:0.5；