高抗水解性聚乳酸纤维制造技术

技术编号:4186344 阅读:232 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种高抗水解性聚乳酸纤维,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,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。

【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。
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的高抗水解性聚乳酸纤维。本专利技术的技术解决方案是一种高抗水解性聚乳酸纤维,在该聚乳酸纤维中,含有环氧化合物 成分和磷系列的无机盐化合物,其中环氧化合物成分为聚乳酸重量成分 的0. 5 5% ,环氧化合物的优选添加量在0. 8_2%。所述的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50-1500卯m,磷酸盐的 优选添加量为100-500ppm。磷系列无机盐的通式为MAHBP04 ,其中A=l 或2, B4或2, M为碱金属或碱土金属元素,可以是NaH2PO" Na2HP04, KH2PO,, K2HP04, MgHP04, BaHPOi等中的一种或几种。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1-20eq/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12(TC、 30分钟处理后聚乳酸的 强度保持率达到50-90%;在温度为70。C、湿度为90%的条件下处理7 昼夜(168小时)后,聚乳酸的强度保持率达到40-85%。本专利技术高抗水解性聚乳酸纤维的制备方法是先将环氧化合物和磷 酸盐化合物加入聚乳酸中通过挤出机制成聚乳酸母粒切片,然后再将聚 乳酸切片和聚乳酸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后制得高抗水解性聚乳酸纤维。 抗水解的评价方法方法一测量处理前纤维的强度为S1,热水120度处理30分钟后纤维的强度为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°C)恒湿(90%)处理7昼夜(168小时)后纤维强度为S3,其强度保持率为S3/S1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环氧化合物单环氧基团化合物(DAMGIC); C磷酸盐化合物磷酸二氢钠。将原料A、 B、 C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。制得的聚乳酸纤维强度为3. 7cN/dtex,纤维末端羧基含量为16eq/ton。聚乳酸纤维通过12(TC热水处理30分钟后强度保持率达到 50%,经7(TC恒温、湿度为90%的恒湿处理168小时后,强度保持率达 到40%。实施例2:原料A聚乳酸切片分子量(Mn)为10万,熔点是170度; B环氧化合物三个环氧基团化合物(TGIC) C磷酸盐化合物磷酸二氢钠将原料A、 B、 C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。制得的聚乳酸纤维强度为4. lcN/dtex,纤维末端羧基含量为 11eq/ton。聚乳酸纤维通过12(TC热水处理30分钟后强度保持率达到 70%,经7(TC恒温、湿度为90%的恒湿处理168小时后,强度保持率达 到70%。实施例3:原料A聚乳酸切片分子量(Mn)为10万,熔点是170度; B环氧化合物双环氧基团化合物(MADGIC) C磷酸盐化合物磷酸氢二钾将原料A、 B、 C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25g/min,使用喷丝板的孔数为24孔,纺丝速度为 4000m/min。再通过延伸设备在1. 2倍的延伸倍率下延伸后制得高抗水 解性聚乳酸纤维。上述原料用量环氧化合物用量为聚乳酸重量的1. 5%,磷酸盐化合 物用量为聚乳酸重量的100卯m。制得的聚乳酸纤维强度为4. 2cN/dtex,纤维末端羧基含量为 8eq/ton。聚乳酸纤维通过12(TC热水处理30分钟后强度保持率达到 70%,经7(TC恒温、湿度为90%的恒湿处理168小时后,强度保持率达 到70%。原料同实施例2。将原料A、 B、 C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 230度,吐出量为25g/min,使用喷丝板的孔数为24孔,纺丝速度为 4500m/min。再通过延伸设备在1. 16倍的延伸倍率下延伸后制得高抗水 解性聚乳酸纤维。上述原料用量环氧化合物用量为聚乳酸重量的2.0%,磷酸盐化合 物用量为聚乳酸重量的100ppm。制得的聚乳酸纤维强度为3. 8cN/dtex,纤维末端羧基含量为 6eq/ton。聚乳酸纤维通过12(TC热水处理30分钟后强度保持率达到75%,经7(TC恒温、湿度为90%的恒湿处理168小时后,强度保持率达 到75%。实施例5:原料同实施例2为24孔,纺丝速度为2500m/min。再通过延伸设备在1. 45倍的延 伸倍将原料A、 B、 C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 230度,吐出量为25g/min,使用喷丝板的孔数率下延伸后制得高抗水 解性聚乳酸纤维。上述原料用量环氧化合物用量为聚乳酸重量的4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高抗水解性聚乳酸纤维,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,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。

【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]

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