高抗水解性、高耐摩擦性聚乳酸纤维制造技术

本发明专利技术公开了一种新型高抗水解性、高耐摩擦性聚乳酸纤维，它是在聚乳酸成分中，混合有环氧化合物成分、磷系列的无机盐以及脂肪酸二酰胺和／或烷基取代型脂肪酸单酰胺成分，经熔融纺丝延伸制成。本发明专利技术制备得到的聚乳酸抗水解纤维具有很好的抗水解性，经热水处理和恒温恒湿处理后能获得较高的强度保持率，可以提高聚乳酸纤维在高温、加压下染色的性能，并且耐磨性得到改善，提高聚乳酸纤维的织造性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚乳酸纤维。
技术介绍
近年来，随着人们生活水平的提高以及环保意识的增强，人们对天 然可生物降解纤维的研究越来越重视，世界各国竞相研究和开发新的绿 色环保纤维，其中于九十年代末刚刚实现工业化开发的聚乳酸纤维(PLA 纤维)最引人注目，它可以从谷物中取得，其制品废弃后在土壤中经微 生物作用可分解为二氧化碳和水，而且燃烧时不会散发毒气，不会造成 污染。但是，纯聚乳酸纤维的抗水解性能较差，在织物的染色过程中，经 加压高温处理，其织物的强度会下降，影响了聚乳酸纤维的广泛应用。 由于PLA中含有大量的羧基，导致水解时羧基的增多，纤维的强度大幅度下降。所以采用封末端基的方法，将PLA纤维中羧基的含量大幅 度下降，达到提高抗水解性能。根据日本专利特许第3122485号和特许 第3393752号专利中记载的加入碳化二亚胺抗水解剂可以提高抗水解 性，但是碳化二亚胺本身是有毒性的，特别分解后产生的气体是致癌的， 对人体是有害的，所以大规模的生产是不可以的。本专利使用具有环氧 基团的抗水解剂替代碳化二亚胺，同时又能很好的达到封羧基的效果， 纤维水解后强度不会大幅度下降。同时聚乳酸属于天然可降解性纤维，耐磨性比较差，织造时较困难。日本东丽株式会社在中国申请的专利(申请号为03820140. 2)中报道， 该技术是在聚乳酸纤维中添加相对于纤维整体0. 1-5%重量的脂肪酸二 酰胺和/或烷基取代型脂肪酸单酰胺，加入后可以提高聚乳酸的耐摩擦 性，但是对聚乳酸的耐加水性不能提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗水解性能好、耐磨性能优越的高抗水 解性、高耐摩擦性聚乳酸纤维。本专利技术的技术解决方案是--种高抗水解性、高耐摩擦性聚乳酸纤维，其特征是在该聚乳酸 纤维中，含有环氧化合物成分、磷系列的无机盐化合物及脂肪酸二酰胺 和/或烷基取代型脂肪酸单酰胺成分，其中环氧化合物为聚乳酸重量成分的O. 5 5%，优选环氧化合物的添加量为0.8-2%，环氧化合物可以 含有一个环氧基团或多个的环氧基团。磷系列的无机盐化合物为聚乳酸 重量成分的50ppm-1500ppm，优选磷酸盐添加量为100-500ppm。磷系列无机盐化合物的通式为MJiP(^ ，其中A二1或2， B二l或2， M 为碱金属或碱土金属元素，可以是Na跳，Na2HP04， KH2P04， K風， MgHPOo BaHP04等中的一种或几种。脂肪酸二酰胺和/或烷基取代型脂肪 酸单酰胺成分占聚乳酸重量成分的0.1-5%,优选EBS添加量为 0.7-2,0%。脂肪酸二酰胺是EBS (乙撑双硬酯酰胺)或EBL (乙撑双月 桂胺)，垸基取代型脂肪酸单酰胺成分是EB0 (乙撑双油酸酰胺)。添加含环氧的抗水解剂0. 5-5%，可以使聚乳酸纤维的羧基得到大幅 的降低，达到l-20eq/t。但是聚乳酸在湿热条件下水解，会使环境处理液的酸碱性变化，促使聚乳酸的水解。针对这个问题，在聚乳酸中同时加入50-1500ppm磷酸盐类化合物，作为缓冲溶剂，抑制了处理液的碱 性，使酸碱性达到平衡，在湿热条件下120度处理30分钟后聚乳酸纤 维的强度能够保持到50-90%。在恒温70度、湿度90%处理7昼夜(168 小时)后聚乳酸纤维的强度能够保持到40-85%。聚乳酸纤维具有表面摩擦系数高、耐磨性差的缺点，例如根据JIS L 0849规定的摩擦牢度，服装面料一般要求为3级以上，但现在的聚乳酸 纤维却只有1级的低水平，影响了聚乳酸纤维的广泛应用。在聚乳酸纤维中加入脂肪酸二酰胺和/或烷基取代型脂肪酸单酰胺 成分可以提高。脂肪酸二酰胺和/或烷基取代型脂肪酸单酰胺成分占聚 乳酸重量的O. 1% 5%，可以聚乳酸纤维的耐摩擦性得到提高，在织物的 评价中，染色后通过摩擦染色坚牢度的评价，织物的摩擦坚牢度达到4-5 级。上述的织物的摩擦坚牢度评价方法,采用JIS L 0849 (摩擦染色坚 牢度试验方法)中A-I法。本专利技术高抗水解性、高耐摩擦性聚乳酸纤维的制备方法是先将环氧 基抗水解剂和磷酸盐化合物以及脂肪酸二酰胺和/或浣基取代型脂肪酸 单酰胺加入聚乳酸中通过挤出机制成聚乳酸母粒切片，聚乳酸切片和母 粒切片共混后通过熔融高速纺丝设备制得预取向丝，再通过延伸设备延 伸制得高抗水解性、高耐摩擦性聚乳酸纤维。以下为该高抗水解性、高耐摩擦性聚乳酸纤维评价方法方法一、测量处理前的纤维强度为S1，热水120度处理30分钟后纤维强度为S2，其强度保持率为S2/S1。方法二、测量处理前的纤维强度为S1，恒温70度、恒定湿度90%处 理7昼夜(168小时)后纤维强度S3，强度保持率为S3/S1。 耐磨性的评价方法采用JIS L 0849 (摩擦染色坚牢度试验方法)中 A- I法。下面结合实施例对本专利技术作进一步说明 纺丝性评价方法是〇24小时无断丝，压力正常△ 24小时断丝存在压力不稳定X 24小时断丝10回以上 压力上升快实施例1:原料A聚乳酸切片分子量(Mn)为10万熔点是170度 B环氧化合物三环氧基团化合物TGIC C磷酸盐化合物磷酸二氢钠D脂肪酸二酰胺和/或烷基取代型脂肪酸单酰胺EBS (乙撑 双硬酯酰胺)将原料A、 B、 C、 D通过共混制得聚乳酸母粒，将所得聚乳酸母粒 和聚乳酸切片混合后通过高速熔融纺丝设备制得预取向丝，其中纺丝温 度为220度，吐出量为25g/min，使用喷丝板的孔数为24孔，纺丝速度 为3000m/min。再通过延伸设备在1. 4倍的延伸倍率下延伸后制得高抗 水解、高耐磨性聚乳酸纤维。上述原料用量环氧化合物用量为聚乳酸 重量的0. 6%，磷酸盐化合物用量为聚乳酸重量的100ppm，脂肪酸二酰 胺和/或烷基取代型脂肪酸单酰胺用量为聚乳酸重量的1%。制得的聚乳酸纤维强度为3. 7cn/dtex，维末端羧基含量为16eq/ton。聚乳酸原丝纤维经热水12(TC处理30分钟后，其强度保持率 为50%;纤维经7(TC恒温、湿度为90%的恒湿处理168小时后，其强度 保持率为40%。纤维耐磨性(即摩擦坚牢度)达到4级以上。原料C磷酸盐化合物磷酸二氢钾其他同实施例l。将原料A、 B、 C、 D通过共混制得聚乳酸母粒，将所得聚乳酸母粒 和聚乳酸切片混合后通过高速熔融纺丝设备制得预取向丝，其中纺丝温 度为220度，吐出量为25g/min，使用喷丝板的孔数为24孔，纺丝速度 为3500m/min。再通过延伸设备在1. 3倍的延伸倍率下延伸后制得高抗 水解、高耐磨性聚乳酸纤维。上述原料用量环氧化合物用量为聚乳酸重量的1.0%，磷酸盐化合 物用量为聚乳酸重量的100ppm，脂肪酸二酰胺和/或烷基取代型脂肪酸 单酰胺用量为聚乳酸重量的1%。制得的聚乳酸纤维强度为4. lcn/dtex，维末端羧基含量为 11eq/ton。聚乳酸原丝纤维经热水12(TC处理30分钟后，其强度保持率 为70%;纤维经70。C恒温、湿度为90%的恒湿处理168小时后，其强度 保持率为70%。纤维耐磨性(即摩擦坚牢度)达到4级以上。原料C磷酸盐化合物磷酸氢二钠其他同实施例l将原料A、 B、 C、 D通过共混制得聚乳酸母粒，将所得聚乳酸母粒和聚乳酸切片混合后通过高速熔融纺丝设备制得预取向丝，其中纺丝温 度为225度，吐出量为2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高抗水解性、高耐摩擦性聚乳酸纤维，其特征是：在该聚乳酸纤维中，含有环氧化合物成分、磷系列的无机盐环合物及脂肪酸二酰胺和／或烷基取代型脂肪酸单酰胺成分，其中环氧化合物为聚乳酸重量成分的０．５～５％，磷系列的无机盐化合物为聚乳酸重量成分的５０ｐｐｍ－１５００ｐｐｍ，脂肪酸二酰胺和／或烷基取代型脂肪酸单酰胺成分占聚乳酸重量成分的０．１－５％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：范志恒，施泽顺，佐藤正幸，
申请(专利权)人：东丽纤维研究所中国有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]