[发明专利]一种PBAT纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种PBAT纤维及其制备方法。

背景技术

聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）是由对苯二甲酸、己二酸和1，4－丁二醇聚合而成的三元共聚酯，为近年来国内外研究较多的一种新型的生物降解材料。PBAT中含柔性的脂肪链和刚性的芳香键，因而具有高韧性和耐高温性，而由于脂肪族酯键的存在，促使其具有生物可降解性。

中国专利200910262863.5公开了一种聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）高弹丝的制作方法。但在该专利中纺丝前需要将PBT物料进行预结晶，且纺丝温度较高260-280℃，通过假捻器加热变形才能得到PBT高弹丝。中国专利201110102009.X涉及一种含PHBV的可降解纤维及其制备方法，在该发明当中将PBAT与PLA、PHBV共混后进行熔融纺丝，通过添加PBAT来改善PHBV纤维的性能，改善目前PHBV纤维制备技术存在的不足。

随着人们环保意识的增强，可生物降解材料也得到了广泛的重视。但是，由于PBAT的合成过程采用无规共聚，使得其不容易结晶，制约了PBAT纤维制备技术的发展以及PBAT作为纤维材料的应用。目前，对PBAT纤维及其制作方法的相关报道不是很多，较多地是将PBAT与其他高分子材料进行共混后进行纺丝，以改善共混物纤维的性能。PBAT纤维材料具有良好的生物降解性，手感较PLA等纤维材料柔软，具有较好的弹性，耐热性好，比普通材料耐高温，这些优点决定了其具有广阔的应用前景。

因此，制造具有良好性能的PBAT纤维，具有重要的现实意义。在本发明的熔融纺丝过程中，用来纺丝的线性聚酯的分子量高，且分布较均匀时，得到的纤维的性能较好，同时在纺丝过程中加长冷却距离，从而有效的改善了PBAT纺丝过程中不易冷却，容易粘结的问题。

发明内容

本发明是提供一种可降解聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）纤维及其制备方法。该纤维结构均匀，形态稳定，手感柔软，并具有较好的力学性能。本发明采用聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯通过熔融纺丝法制备PBAT聚酯纤维，该方法简单可行，无污染，便于工业化生产实现。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种PBAT纤维，由包含以下重量份的组分制成：

PBAT100份，

抗紫外剂0-1份，

抗静电剂0-1.5份，

抗氧剂0-0.6份，

所述的PBAT的纤度为150-200tex。

所述的抗紫外剂优选为0.1-1份。

所述的抗静电剂有选为0.1-1.5份。

所述的抗氧剂优选为0.1-0.6份。

所述的抗紫外剂选自氧化锌或二氧化钛等无机物质。

所述的抗静电剂选用磷酸酯型抗静电剂、阴离子抗静电剂等，优选烷基磷酸酯钾盐、十二烷基苯磺酸钠等。

所述的抗氧剂选自2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚（抗氧剂1010）、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯（抗氧剂1076）、三［2.4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯（抗氧剂168）、2，6-二叔丁基对甲酚（抗氧剂264）等，优选抗氧剂1010。所述的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）的结构式为：

所述的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）是无规共聚，由上述两个重复单元组成，其中，1≤x≤50，1≤y≤50。

所述的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的熔点为110-160℃，优选130-150℃，熔点远低于其分解温度，热分解温度高于300℃。

所述的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯颗粒的数均分子量（Mn）为2.6-8万，优选为5-7万，重均分子量（Mw）为5-12万，优选8-10万，分子量分散度为1.6-3，优选1.8-2.5。

一种上述聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）纤维的制备方法，包括如下步骤：

（1）将PBAT颗粒进行真空干燥；

（2）将步骤（1）中干燥处理后的重量份为100份的PBAT颗粒、0-1份抗紫外剂、0-1.5份抗静电剂、0-0.6份抗氧剂共混后，通过纺丝机进行熔融纺丝，喷丝板挤出后，经加长距离冷却，进行上油、预牵伸、卷绕处理，得到结构均匀、纤度可控的PBAT初生纤维；

（3）将上述的步骤（2）中得到的PBAT初生纤维依次通过两个热辊后，进行牵伸加工，得到PBAT纤维。