[发明专利]一种生物基可降解聚酯纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及一种生物基可降解聚酯纤维及其制备方法，制备方法：以生物基二元醇和生物基二元酸为原料，采用熔融缩聚的方法，先后经过酯化反应、分段式预缩聚反应和终缩聚反应制得生物基可降解聚酯，再经熔融纺丝成形制得生物基可降解聚酯纤维；分段式预缩聚反应按先后顺序分为第一预缩聚反应和第二预缩聚反应，其中第一预缩聚反应过程中加入聚乙二醇，第二预缩聚反应过程中加入具有多羟基结构的单体。最终制得产品的回潮率≥2.0％，表面接触角≤60°。本发明的制备方法，工艺简单，有效降低了缩聚反应的停留时间，降低了能耗与物耗，经济效益好；本发明的产品，可降解性能好、纤维力学强度好、品质高，极具应用前景。

技术领域

本发明属于纤维制备领域，涉及一种生物基可降解聚酯纤维及其制备方法。

背景技术

生物基材料是指以可再生资源为原料，通过生物合成、生物加工、生物炼制过程获得的生物质合成材料、生物质再生材料和基础化工原料。生物基材料目前主要用于生产塑料、纤维、尼龙和橡胶等，具有原料可再生、加工生产过程生成的有害物少等特点。生物基材料是现代生物制造产业发展的重点，也是社会经济绿色增长的重大产业方向。生物基材料的规模化发展，将降低化工材料工业对化石资源的依赖，有利于环境改善与经济协调发展，对于加快培育战略性新兴产业、促进我国石油化工材料转型升级、推动绿色经济增长、促进农工融合与城镇化建设具有重大意义。

在纺织品消费量日益增长的今天，每天都有大量的纤维制品生产、使用，其中必将导致大量的废弃纺织品。目前，纤维制品回收利用率不高，废弃后大多作为垃圾处理掉，而未采取针对性的降解方式，因而对环境及生态产生很大的影响。如何生态地处理纤维废弃物，已经成为一个迫切需要解决的问题。因此开发一种可降解性能优良的纺织材料是解决这一问题的重要途径。

聚合物可降解的重要基础条件是其具有优异的亲水性能，可降解过程亦是水解过程。专利CN103980468B公开了呋喃二甲酸-乳酸-二元醇共聚物及其制备方法，首先采用乳酸聚合制备低聚乳酸，然后采用呋喃二甲酸与二元醇制备呋喃二甲酸二元醇酯，最后将低聚乳酸与呋喃二甲酸二元醇酯进行共聚，获得目前产物呋喃二甲酸-乳酸-二元醇共聚物。制得的共聚物可降解且具有良好的热学性能和力学性能，但聚乳酸与呋喃二甲酸二元醇酯均是热稳定性较差的聚合物，在进行酯交换反应中，产物多以混合物为主，对最终的加工造成非常不利的影响。

脂肪族的柔性亲水链聚乙二醇是亲水性能优异的聚合物，也是目前应用最为广泛的可降解改性组分，但由于生物基聚酯与聚乙二醇热性能较差的原因，粘度低无法满足熔融纺丝加工的要求。

因此，开发一种可降解性能好且能够进行高粘度共聚合最终制纤的生物基可降解聚酯极具现实意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中存在聚酯材料粘度低无法满足纺丝加工要求及加工困难的问题，提供了一种可降解性能好、粘度高及热性能较好的生物基可降解聚酯，进而将其制备成纤维。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种生物基可降解聚酯纤维，回潮率≥2.0％，表面接触角≤60°，其亲水性能优良即可降解性能好。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种生物基可降解聚酯纤维，生物基可降解聚酯纤维的条干不匀率为0.6～1.0％，力学强度≥3.0cN/dtex，模量≤60cN/dtex，柔软性能明显提升。

本发明还提供制备如上所述的一种生物基可降解聚酯纤维的方法，以生物基二元醇和生物基二元酸为原料，采用熔融缩聚的方法，先后经过酯化反应、分段式预缩聚反应和终缩聚反应制得生物基可降解聚酯，再经熔融纺丝成形制得生物基可降解聚酯纤维；

所述分段式预缩聚反应按先后顺序分为第一预缩聚反应和第二预缩聚反应，其中第一预缩聚反应过程中加入聚乙二醇，第二预缩聚反应过程中加入具有多羟基结构的单体。