[发明专利]一种填充用抗水解聚乳酸纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及一种填充用抗水解聚乳酸纤维及其制备方法，按重量份数，原料组分包括聚乳酸90‑100份、热塑性有机硅聚氨酯弹性体5‑15份、聚碳化二亚胺0.1‑2.1份。将热塑性有机硅聚氨酯弹性体和聚碳化二亚胺与聚乳酸预混合，熔融共混挤出造粒，再通过熔融纺丝法，即得。本发明制备的改性聚乳酸纤维具有较好的抗水解性，且韧性也得到有效提高，能广泛应用于纺织工业领域。

技术领域

本发明属于抗水解纤维及其制备领域，特别涉及一种填充用抗水解聚乳酸纤维及其制备方法。

背景技术

随着石油资源的短缺和环境的日益恶化，环境保护越来越受到重视。特别是进入21世纪，绿色环保浪潮席卷全球，各类绿色产品纷纷问世。以可再生资源为原料，具有生物可降解特性的高分子材料日益在世界范围内受到广泛关注和应用。PLA以可再生植物资源为原料，经生物制造技术制备而成，摆脱了对石油资源的依赖。PLA具有良好的生物降解性，在环境中降解为二氧化碳和水，避免对环境造成污染。因此PLA材料发展前景广阔，对于纺织行业来说，PLA纤维被认为是一种非常有前景的纤维，被视作未来涤纶的替代者。但是PLA的耐水解性差，极大地限制了其在纺织工业上的应用。由于PLA易水解，特别是在湿热条件下，导致PLA纺织品在加工和使用过程中损伤严重。此外，由于易水解的原因，PLA纤维染色温度不能过高，一般在110℃左右，高温会造成纤维水解，影响纤维的性能，而低温又造成上染率低。所以，由于PLA本身的耐水解性能差的原因，直接影响了PLA纤维的广泛应用。而且聚乳酸质脆、韧性差也影响了其广泛应用。填充用抗水解PLA纤维以PLA、TPSiU和PCDI为原料，TPSiU可以改善PLA纤维的韧性，PCDI可以改善PLA纤维的耐水解性。CN102660797公开的一种抗水解改性聚乳酸纤维的制备方法，但其加工前未对原料进行干燥，由于聚乳酸易吸水，若未对聚乳酸进行干燥，在加工过程中聚乳酸以降解。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种填充用抗水解聚乳酸纤维及其制备方法，克服聚乳酸在加工过程中易降解的缺陷，本发明以聚乳酸(PLA)作为原材料，并用热塑性有机硅聚氨酯弹性体(TPSiU)和聚碳化二亚胺(PCDI)对其改性。

本发明一种填充用抗水解聚乳酸纤维，按重量份数，原料组分包括聚乳酸90-100份、热塑性有机硅聚氨酯弹性体TPSiU(V170，山东美瑞新材料有限公司)和聚碳化二亚胺(昆山鼎发化工有限公司)0.1-2.1份。

所述聚乳酸的重均分子量为8.9×10⁵(Ingeo 6201D，NatureWorks)。

本发明一种填充用抗水解聚乳酸纤维的制备方法，包括：

(1)将聚乳酸、热塑性有机硅聚氨酯弹性体和聚碳化二亚胺进行真空干燥、预混合，然后挤出造粒，得到母粒；

(2)将上述母粒真空干燥后，熔融纺丝，卷绕，牵伸，即得填充用抗水解聚乳酸纤维。

上述制备方法的优选方式如下：

所述步骤(1)中真空干燥为70℃下真空干燥10-12h。

所述步骤(1)中预混合为通过高速搅拌机进行预混合。

所述步骤(1)中挤出造粒为通过双螺杆挤出机造粒，双螺杆挤出机各区温度为150-200℃，螺杆转速为100-280rpm。

所述步骤(2)中真空干燥为80℃下真空干燥24-48h。

所述步骤(2)中熔融纺丝为采用单螺杆纺丝机熔融纺丝，纺丝温度为180-260℃。

所述步骤(2)中卷绕速度为600-1500m/min；牵伸为：热盘温度为70-140℃，热板温度为70-150℃，牵伸倍数为2-6倍。

本发明提供一种所述方法制备的填充用抗水解聚乳酸纤维。