一种高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维及其制备方法技术

本发明专利技术涉及聚乳酸技术领域，且公开了一种高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维，己二胺与聚乳酸反应，得到氨基化聚乳酸，进一步与4

【技术实现步骤摘要】
一种高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚乳酸
，具体为一种高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚乳酸，又称聚丙交酯，是以玉米、马铃薯等作为原料经过发酵生成的乳酸经过聚合得到的可生物降解的脂肪链聚酯类高分子聚合物，没有毒性、没有刺激性、较高的可塑性、易于加工成型，且可以通过酸、碱或者生物作用而完全降解为水、二氧化碳，同时可以通过聚乳酸基废弃物进行再生，极大地减少了固体废弃物的排放，因此，被人们认为是一种极具应用前景的绿色高分子材料，在植入器官、药物缓释、手术缝合线、包装材料、组织支架、纺织面料等领域广泛应用，其中由聚乳酸制备的纺织面料具有较好的光泽和手感、优良的悬垂性和滑爽性、温和无刺激、对人体健康、穿着舒适等优点，尤其在内衣、运动衣等领域应用广泛。
[0003]聚乳酸存在较高的价格、较低的抗紫外性能、较差的力学性能等问题，极大地限制了其应用范围，需要对其进行化学改性处理，强化聚乳酸的综合性能，以拓宽其应用范围，木质素具有优异的抗菌性能、优良的抗紫外性能、良好的抗氧化性能等优点，在抗菌、抗紫外等领域应用广泛，用其对聚乳酸进行改性，限制改善了聚乳酸的综合性能，从而拓宽了聚乳酸的应用范围，但是木质素在聚乳酸基体中的分散性和界面结合力较差，容易团聚，从而影响其改性效果。
[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维及其制备方法，解决了聚乳酸抗紫外性能、力学性能较差的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维，所述高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维制备方法如下：
[0008](1)用己二胺对聚乳酸进行处理，得到氨基化聚乳酸；
[0009](2)向三口瓶中加入氯仿溶剂、催化剂氰基硼氢化钠、4
‑
氧
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧自由基，分散均匀，用浓盐酸调节溶液的pH为2
‑
4，加入氨基化聚乳酸，进行反应，用无水乙醇沉淀产物，离心分离，用去离子水洗涤干净并干燥，得到功能化聚乳酸；
[0010](3)向三口瓶中加入N,N
‑
二甲基乙酰胺溶剂、2
‑
溴异丁酰溴、木质素，分散均匀，进行反应，用乙醚沉淀产物，离心分离，用去离子水洗涤干净并干燥，得到含溴木质素；
[0011](4)向三口瓶中加入氯仿溶剂、催化剂氯化亚铜、配体1,1,4,7,10,10
‑
六甲基三亚乙基四胺、含溴木质素、功能化聚乳酸，分散均匀，进行反应，用无水乙醇沉淀产物，离心分离，用去离子水洗涤干净并干燥，得到木质素接枝聚乳酸；
[0012](5)将木质素接枝聚乳酸置于双螺杆共混机中进行造粒，再将母粒置于熔融纺丝机中进行纺丝，最后将其进行牵伸，得到高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维。
[0013]优选的，所述步骤(2)中氰基硼氢化钠、4
‑
氧
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧自由基、氨基化聚乳酸的质量比为6
‑
15:4
‑
10:100。
[0014]优选的，所述步骤(2)中反应的条件为在20
‑
35℃下反应36
‑
60h。
[0015]优选的，所述步骤(3)中2
‑
溴异丁酰溴、木质素的质量比为30
‑
45:100。
[0016]优选的，所述步骤(3)中反应的条件为在氮气氛围中0
‑
5℃下反应24
‑
48h。
[0017]优选的，所述步骤(4)中氯化亚铜、1,1,4,7,10,10
‑
六甲基三亚乙基四胺、含溴木质素、功能化聚乳酸的质量比为0.006
‑
0.015:0.01
‑
0.025:3
‑
6:100。
[0018]优选的，所述步骤(4)中反应的条件为在氮气氛围中85
‑
100℃下反应18
‑
36h。
[0019]优选的，所述步骤(5)中造粒的温度为160
‑
220℃，纺丝的温度为190
‑
220℃，牵伸的温度为100
‑
130℃。
[0020](三)有益的技术效果
[0021]与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：
[0022]该一种高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维，己二胺上的氨基与聚乳酸端基的羧基发生酰胺化反应，得到氨基化聚乳酸，引入氨基基团，在催化剂氰基硼氢化钠的作用下，聚乳酸上的氨基与4
‑
氧
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧自由基上的羰基缩合生成叔胺，进一步被氰基硼氢化钠还原成仲胺，从而得到功能化聚乳酸，引入氮氧自由基，2
‑
溴异丁酰溴与木质素上的羟基发生酯化反应，得到含溴木质素，引入溴原子，进一步在催化剂氯化亚铜、配体1,1,4,7,10,10
‑
六甲基三亚乙基四胺的作用下，木质素上的溴原子与聚乳酸上的氮氧自由基发生ATNRC反应，木质素共价接枝到聚乳酸基体中，改善了木质素在聚乳酸基体中的分散性和界面结合力，使得木质素在高度分散在聚乳酸基体中，减少了团聚现象。
[0023]该一种高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维，通过共价接枝，木质素在聚乳酸基体中均匀分散，由于木质素具有丰富的羰基、乙烯基等不饱和双键，可以与苯环形成共轭体系，增强了π电子的活性，降低了π电子的激发能，可以吸收波长较长的光，使光吸收区从紫外光区移动到可见光区，提高了纤维的紫外光吸收性能，从而提高了纤维的抗紫外性能，同时共价接枝提高了木质素与聚乳酸之间的界面结合力，当受到外力时，木质素可以有效吸收并传递用力，同时使得木质素与聚乳酸形成强界面粘结，且具有优异柔韧性的木质素均匀分散在聚乳酸基体中，形成三维网状结构，提高了纤维的力学强度和稳定性，从而提高了纤维的力学性能。
附图说明
[0024]图1是4
‑
氧
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧自由基和氨基化聚乳酸的反应原理图；
[0025]图2是2
‑
溴异丁酰溴和木质素的反应原理图；
[0026]图3是含溴木质素和功能化聚乳酸的反应原理图。
具体实施方式
[0027]为实现上述目的，本专利技术提供如下具体实施方式和实施例：一种高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维，高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维制备方法如下：
[0028](1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维，其特征在于：所述高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维制备方法如下：(1)用己二胺对聚乳酸进行处理，得到氨基化聚乳酸；(2)向氯仿溶剂中加入催化剂氰基硼氢化钠、4
‑
氧
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧自由基，分散均匀，用浓盐酸调节溶液的pH为2
‑
4，加入氨基化聚乳酸，进行反应，用无水乙醇沉淀产物，离心分离，洗涤并干燥，得到功能化聚乳酸；(3)向N,N
‑
二甲基乙酰胺溶剂中加入2
‑
溴异丁酰溴、木质素，分散均匀，进行反应，用乙醚沉淀产物，离心分离，洗涤并干燥，得到含溴木质素；(4)向氯仿溶剂中加入催化剂氯化亚铜、配体1,1,4,7,10,10
‑
六甲基三亚乙基四胺、含溴木质素、功能化聚乳酸，分散均匀，进行反应，用无水乙醇沉淀产物，离心分离，洗涤并干燥，得到木质素接枝聚乳酸；(5)将木质素接枝聚乳酸置于双螺杆共混机中进行造粒，再将母粒置于熔融纺丝机中进行纺丝，最后将其进行牵伸，得到高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维。2.根据权利要求1所述的一种高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维，其特征在于：所述步骤(2)中氰基硼氢化钠、4
‑
氧
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧自由基、氨基化聚乳酸的质量比为6
‑
15:4
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖颖，曹财明，陈智水，
申请(专利权)人：武汉迷思迈纺织有限公司，
类型：发明
国别省市：