[发明专利]一种超细PHBV纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超细PHBV纤维及其制备方法，属于高分子材料领域。具体制备方法为：(1)按照10～90：10～90的复合比将海成分聚乳酸PLA和岛成分聚(3‑羟基丁酸酯‑co‑3‑羟基戊酸酯)PHBV加入到熔融复合纺丝机的料斗中进行复合纺丝，经拉伸热定型制备得到海岛型PLA/PHBV复合纤维；所述的纺丝过程中采用的喷丝板的孔数为24～96孔，每孔24～37岛；(2)将步骤(1)制备得到的海岛型PLA/PHBV复合纤维在溶剂中进行溶解，制得超细PHBV纤维；可用于过滤、吸附、阻菌或保暖领域。

技术领域

本发明涉及一种超细PHBV纤维及其制备方法，属于高分子材料领域。

背景技术

聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)资源可再生，生物可降解，可熔融加工，性能类似于聚丙烯。尽管PHBV拥有诸多优异的特性，但其也存在一些固有的性能缺陷，缺陷之一是其结晶速率慢以致于纺丝过程中纤维间、纤维和导丝辊间易粘连，纺丝困难、可纺性差，制备超细纤维更是难上加难。

诱导和加速PHBV结晶的唯一合适的方法是引入成核剂，用作PHBV成核剂的主要有碳纳米材料、纤维素纳米晶、粘土、二硫化钨(WS₂)、氮化硼(BN)、二氧化钛(TiO₂)、二氧化硅(SiO₂)、氧化锌(ZnO)和羟基磷灰石(HAP)等纳米填料。氮化硼(BN)被认为是最好的成核剂之一，宁波天安生物材料有限公司已将引入BN的PHBV商业化(商品名为ENMAT Y1010和ENMAT Y1000P)，然而，以ENMAT Y1000P为原料，进行熔融纺丝发现，纺丝过程中纤维间、纤维和导丝辊间的粘连现象仍然存在，纺丝无法连续进行。另外，常规的成核剂一般为纳米填料，易团聚，分散困难，纺丝过程中以固体的状态存在会增加过滤系统的负担，熔体压力增大，甚至会堵塞喷丝孔。因此，引入成核剂以提高PHBV的可纺性效果有限。

目前，专利CN 102936761A公开了以聚乳酸(PLA)为30～70份，聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)为30～70份，导电填料为0.05～8份采用物理共混来制备PLA/PHBV共混纤维，但是仅仅是普通纤维，达不到超细纤维的要求。

另外，超细纤维由于具有高的比表面积，广泛地应用于过滤、吸附、保暖、隔热和阻菌等领域，而目前超细PHBV纤维主要通过溶液静电纺丝的方法制得，但该方法产量低，工业化困难，且强度低。

发明内容

为了解决上述至少一个问题，本发明提供了一种超细PHBV纤维，其强度可以达到5.5cN/dtex以上，细度可以达到0.33dtex以下，产量高，易于工业化，并提供了其制备方法。

本发明的第一个目的是提供一种超细PHBV纤维的制备方法，包括如下步骤：

(1)按照10～90：10～90的复合比将海成分聚乳酸PLA和岛成分聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)PHBV加入到熔融复合纺丝机的料斗中进行复合纺丝，经拉伸热定型制备得到海岛型PLA/PHBV复合纤维；所述的纺丝过程中采用的喷丝板的孔数为24～96孔，每孔24～37岛；

(2)将步骤(1)制备得到的海岛型PLA/PHBV复合纤维在溶剂中进行溶解，制得超细PHBV纤维。

可选地，海成分聚乳酸PLA和岛成分聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)PHBV在纺丝之前可以进行干燥，具体的干燥方式为：在真空烘箱中干燥8～48h，干燥温度为50～90℃；

可选地，所述的干燥之后PLA和PHBV的含水率不高于50ppm；

可选地，所述的海成分为右旋乳酸(D-LA)结构单元含量为10mol％～50mol％的PLA；

可选地，所述的海成分为右旋乳酸(D-LA)结构单元含量为12mol％～50mol％的PLA；