聚乳酸纤维长丝的制备方法技术

一种聚乳酸纤维长丝的制备方法：（１）将聚乳酸切片真空干燥；（２）将切片熔融，通过喷丝孔挤压成纤维；（３）通过旋转上油系统、集束系统纺丝得到未拉伸丝；（４）拉伸；（５）热处理。其中所用的聚乳酸切片的重均分子量（Ｍｗ）在８００００以上，聚乳酸切片中Ｌ－异构体含量为９０摩尔％～１００摩尔％，熔融温度为１７０℃～２２０℃，纺丝速度为１０００～３０００ｍ／分，拉伸时的温度为６０℃～８５℃。此工艺扩大了聚乳酸切片的选择范围，采用较低的纺丝速度，降低了纺丝及卷绕设备的购置及使用成本。另外，较低的纺丝、拉伸及热处理温度使工艺条件更加温和，同时也节约了能源。经实验证明，所得到的纤维性能优良。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通过熔融纺丝技术制备聚乳酸纤维长丝的方法。一种。
技术介绍
聚乳酸纤维采用天然可再生的植物资源为原料，减少了对石油资源的依赖性，同时具有优异的力学和可降解性能，随着人们对环境的日益重视和聚乳酸树脂的大量生产以及聚乳酸纤维应用领域的不断开发，聚乳酸纤维必将成为21世纪最重要的纤维材料之一。公开号为CN1490443的中国专利文献介绍了将聚酰胺(PA6)与聚乳酸(PLA)混合制造生物降解纤维的方法，将聚酰胺(PA6)与聚乳酸(PLA)按45/55比例混合后，用螺杆挤出机进行熔融纺丝。公开号为CN1670273A的中国专利文献介绍了一种干湿法制备聚乳酸类纤维的方法，包括聚乳酸类切片溶于三氯甲烷中、脱泡、过滤、挤出、固化成纤、拉伸、卷绕、热定型等工艺，特别适用于医用生物高分子材料和组织工程材料。公开号为CN1357017的中国专利文献报道了聚乳酸树脂，及主要以聚乳酸树脂为原料的纤维制品以及所述纤维制品的制造方法，该聚乳酸树脂主要是由聚乳酸得到的树脂，其L-异构体在95摩尔％以上。该技术中对聚乳酸重均分子量要求较高，重均分子量为120,000～220,000。纺丝速度也较高，为3000～5000m/分，纤维拉伸及定型温度高也较高。公开号为CN1400343中国专利文献报道了一种聚乳酸，是一种90℃下的强度在0.8cN/dtex以上的聚乳酸纤维，该纤维能够发挥比传统的聚乳酸纤维优越得多的高温力学性能。该技术中纺丝速度在4000m/分以上，纤维拉伸及定型温度高，且未对聚乳酸切片的重均分子量作要求。
技术实现思路
本专利技术旨在提出一种工艺要求较低而纤维性能较好的，一种通过熔融纺丝制备聚乳酸纤维长丝的方法，以解决现有技术中制备工艺要求高、或制备所得的纤维性能差的缺点。这种包括如下步骤(1)将聚乳酸切片经过真空干燥；(2)使用带有加热装置的挤出设备，将切片熔融，通过喷丝孔挤压成纤维；(3)通过旋转上油系统、集束系统纺丝得到未拉伸丝；(4)将未拉伸丝进行拉伸；(5)对拉伸后的聚乳酸纤维进行热处理。此方法中所采用的聚乳酸切片的重均分子量(Mw)在80000以上，聚乳酸切片中L-异构体含量为90摩尔％～100摩尔％，第(2)步中的熔融温度为170℃～220℃，第(3)步的纺丝速度为1000～3000m/分，第(4)步拉伸时的温度为60℃～85℃。此工艺扩大了聚乳酸切片的选择范围，采用较低的纺丝速度，降低了纺丝及卷绕设备的购置及使用成本。另外，较低的纺丝、拉伸及热处理温度使工艺条件更加温和，同时也节约了能源，而且，经实验证明，所得到的纤维性能优良。具体实施例方式这种中所采用的聚乳酸切片的重均分子量(Mw)可以选取在80000以上。聚乳酸切片中L-异构体含量为90摩尔％～100摩尔％，其余为D-异构体和少量杂质，D-异构体含量为0摩尔％～10摩尔％，L-异构体和D-异构体总量在95摩尔％以上。加工工艺为(1)将聚乳酸切片经过真空干燥，聚乳酸切片真空干燥时的温度可以在60℃～120℃之间选取，干燥时间为1～20h之间，真空度在10Pa～1000Pa之间。(2)使用带有加热装置的挤出设备，将切片熔融，通过喷丝孔挤压成纤维，熔融温度为170℃～220℃，喷丝孔的孔径为0.2～0.5mm。(3)通过旋转上油系统、集束系统纺丝得到未拉伸丝，纺丝速度为1000～3000m/分。(4)将未拉伸丝进行拉伸，拉伸倍率在一倍以上，拉伸时的温度可选在60℃～85℃之间。(5)对拉伸后的聚乳酸纤维进行热处理，热处理的温度在85～120℃。采用上述工艺参数，能得到满意的聚乳酸纤维。实施例1聚乳酸切片中L-异构体为98摩尔％，D-异构体为1摩尔％。重均分子量(Mw)为80000，(1)真空干燥时，干燥温度为60℃，干燥时间为8h，真空度在100Pa；(2)使用带有加热装置的挤出机熔纺，熔纺加工温度为200℃，喷丝板为48孔，孔径为0.4mm；(3)纺丝速度1500m/分，得到未拉伸丝；(4)拉伸，拉伸倍率为2倍，拉伸温度70℃；(5)热处理，温度110℃。所得聚乳酸纤维长丝的拉伸强度为2.2cN/dtex，伸长率为30.3％。实施例2聚乳酸切片中L-异构体为95摩尔％，D-异构体为4摩尔％。重均分子量(Mw)为80000，(1)真空干燥时，干燥温度为60℃，干燥时间为8h，真空度在100Pa；(2)使用带有加热装置的挤出机熔纺，熔纺加工温度为200℃，喷丝板为48孔，孔径为0.4mm；(3)纺丝速度1500m/分，得到未拉伸丝；(4)拉伸，拉伸倍率为2倍，拉伸温度70℃；(5)热处理，温度110℃。所得聚乳酸纤维长丝的拉伸强度为2.1cN/dtex，伸长率为29％。实施例3聚乳酸切片中L-异构体为98摩尔％，D-异构体为1摩尔％。重均分子量(Mw)为120000，(1)真空干燥时，干燥温度为60℃，干燥时间为8h，真空度在100Pa；(2)使用带有加热装置的挤出机熔纺，熔纺加工温度为200℃，喷丝板为48孔，孔径为0.4mm；(3)纺丝速度1500m/分，得到未拉伸丝；(4)拉伸，拉伸倍率为2倍，拉伸温度70℃；(5)热处理，温度110℃。所得聚乳酸纤维长丝的拉伸强度为3.1cN/dtex，伸长率为28％。实施例4聚乳酸切片中L-异构体为98摩尔％，D-异构体为1摩尔％。重均分子量(Mw)为120000，(1)真空干燥时，干燥温度为60℃，干燥时间为8h，真空度在100Pa；(2)使用带有加热装置的挤出机熔纺，熔纺加工温度为180℃，喷丝板为48孔，孔径为0.4mm；(3)纺丝速度1500m/分，得到未拉伸丝；(4)拉伸，拉伸倍率为2倍，拉伸温度70℃；(5)热处理，温度110℃。所得聚乳酸纤维长丝的拉伸强度为3.3cN/dtex，伸长率为27％。实施例5聚乳酸切片中L-异构体为98摩尔％，D-异构体为1摩尔％。重均分子量(Mw)为120000，(1)真空干燥时，干燥温度为60℃，干燥时间为8h，真空度在100Pa；(2)使用带有加热装置的挤出机熔纺，熔纺加工温度为180℃，喷丝板为36孔，孔径为0.4mm；(3)纺丝速度1500m/分，得到未拉伸丝；(4)拉伸，拉伸倍率为2倍，拉伸温度70℃；(5)热处理，温度110℃。所得聚乳酸纤维长丝的拉伸强度为3.3cN/dtex，伸长率为28％。实施例6聚乳酸切片中L-异构体为98摩尔％，D-异构体为1摩尔％。重均分子量(Mw)为120000，(1)真空干燥时，干燥温度为60℃，干燥时间为8h，真空度在100Pa；(2)使用带有加热装置的挤出机熔纺，熔纺加工温度为180℃，喷丝板为48孔，孔径为0.3mm；(3)纺丝速度1500m/分，得到未拉伸丝；(4)拉伸，拉伸倍率为2倍，拉伸温度70℃；(5)热处理，温度110℃。所得聚乳酸纤维长丝的拉伸强度为2.3cN/dtex，伸长率为32％。实施例7聚乳酸切片中L-异构体为98摩尔％，D-异构体为1摩尔％。重均分子量(Mw)为120000，(1)真空干燥时，干燥温度为60℃，干燥时间为8h，真空度在100Pa；(2)使用带有加热装置的挤出机熔纺，熔纺加工温度为180℃，喷丝板为48孔，孔径为0.3mm；(3)纺丝速度2500m/分，得到未拉伸丝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚乳酸纤维长丝的制备方法，包括如下步骤：（１）将聚乳酸切片经过真空干燥；（２）使用带有加热装置的挤出设备，将切片熔融，通过喷丝孔挤压成纤维；（３）通过旋转上油系统、集束系统纺丝得到未拉伸丝；（４）将未拉伸丝进行拉伸；（５）对拉伸后的聚乳酸纤维进行热处理；其特征是所采用的聚乳酸切片的重均分子量（Ｍｗ）在８００００以上，聚乳酸切片中Ｌ－异构体含量为９０摩尔％～１００摩尔％，第（２）步中的熔融温度为１７０℃～２２０℃，第（３）步的纺丝速度为１０００～３０００ｍ／分，第（４）步拉伸时的温度为６０℃～８５℃。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：兰平，亓名杰，许兆祥，
申请(专利权)人：兰平，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]