[发明专利]一种耐高温聚乳酸纤维及其制备方法

说明书

本发明提供了一种耐高温聚乳酸纤维及其制备方法，所述耐高温聚乳酸纤维由包含聚L‑乳酸、聚D‑乳酸和助剂的原料制备得到，所述助剂包括抗氧剂、扩链剂和增塑剂。本发明通过将聚L‑乳酸和聚D‑乳酸进行立构复合，经熔融纺丝制备得到了耐高温性能优越的聚乳酸纤维，其熔点显著提高，热收缩率和沸水收缩率显著降低，经纺纱、织造制得的织物尺寸稳定性好，同时，纱线与织物在染色时对温度的敏感性大大降低，降低了染色难度。本发明提供的耐高温聚乳酸纤维的制备方法，工艺流程简单，操作方便，适于广泛推广应用。

技术领域

本发明涉及聚乳酸纤维制备技术领域，具体地涉及一种耐高温聚乳酸纤维及其制备方法。

背景技术

聚乳酸(PLA)是以农业作物(玉米、马铃薯、甘薯等)为原料，通过生物发酵技术得到的乳酸产物经过特殊的聚合反应合成的高分子材料，其原料来源广泛，且可再生，突破了传统塑料、化纤对于石油资源的依赖。聚乳酸材料具有环保、无毒、亲肤、阻燃、防过敏、不回潮和抑菌抗螨等天然的优良特性。聚乳酸材料可完全生物降解，最终分解为二氧化碳和水，由此，可解决当前因石油基材料的大量使用所带来的严重的生态和环境问题，是最具有发展前景的绿色材料之一。

然而，聚乳酸材料在具有以上的天然特性的同时，也存在熔点低、耐高温性能差的缺点，限制了其在纤维、薄膜和塑料等方面的应用。这些缺点使得聚乳酸纤维、纱线与织物不能使用常规染色技术进行染色，且织物的熨烫性能差，只能在低温条件下进行熨烫，使用中温或高温熨烫时，织物表面易出现熔粘、收缩、破裂等现象，且织物的质感也会变硬；由于熔点低，对温度非常敏感，聚乳酸产品加工困难，其薄膜产品不能用于盛装、覆盖、包装高温物品；在塑料制品中，用作包装容器时，不能用于餐盒、汤碗、茶杯等需要在高温条件下使用的容器，也不适于用在微波炉中加热的容器；而在工程塑料方面更是由于其耐温性差限制了其在汽车内饰件、家用电器外壳与零配件、电子电器等方面的应用。因此，亟需开发耐高温的聚乳酸材料，提升聚乳酸材料的综合性能，拓展其应用范围。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是在于提供一种耐高温聚乳酸纤维。

本发明的另一目的在于提供所述耐高温聚乳酸纤维的制备方法。

聚乳酸的制备是以乳酸为原料，乳酸分子有两种光学异构体，即(L-)异构体(左旋的)和(D+)异构体(右旋的)。不同旋光异构体的乳酸经聚合反应可分别制成聚L-乳酸(PLLA)和聚D-乳酸(PDLA)。通过发酵法生产的乳酸主要是L型的，由此合成的聚乳酸即为PLLA，但是PLLA制备的聚乳酸纤维存在耐高温性能差的问题，发明人在尝试提升聚乳酸纤维耐高温性能的研究过程中发现，将聚L-乳酸(PLLA)和聚D-乳酸(PDLA)两种光学异构体进行共混熔融造粒获得立构复合的聚乳酸切片，然后将该切片进行熔融纺丝可以提高聚乳酸纤维的熔点，但是这种方法对于聚乳酸纤维的耐温性能提升效果较为有限，而通过在共混熔融造粒体系中同时加入抗氧化剂、扩链剂和增塑剂，可以使得聚L-乳酸(PLLA)和聚D-乳酸(PDLA)的立构复合更为充分，得到的立构复合的聚乳酸晶体的结构更为致密，最终使得制备的聚乳酸纤维的耐高温性能大幅度提升。其中，抗氧化剂作为高效热稳定剂，能保护聚乳酸材料不发生氧化热降解；扩链剂能有效的进行线性分子扩链，在聚乳酸加工过程中重新链接断链的分子链，恢复聚乳酸的分子量和粘度；增塑剂具有较好的相容性，增加聚乳酸材料的塑性。

本发明提供一种耐高温聚乳酸纤维，由包含聚L-乳酸、聚D-乳酸和助剂的原料制备得到，所述助剂包括抗氧剂、扩链剂和增塑剂。

优选地，所述助剂由抗氧剂、扩链剂和增塑剂组成。

在本发明中，抗氧化剂、扩链剂和增塑剂可以为现有技术中常用的抗氧化剂、扩链剂和增塑剂。

本发明所述的扩链剂也可作为相容剂使用，其作用原理并不由于具体助剂名称的改变为发生变化。