[发明专利]一种PBAT纤维及制备方法

说明书

本发明涉及一种PBAT纤维及制备方法，PBAT纤维的分子链段包括对苯二甲酸丁二醇酯链段、己二酸丁二醇酯链段和间苯二甲酸‑5‑磺酸钠丁二醇酯链段，其中己二酸丁二醇酯链段的摩尔含量相对于对苯二甲酸丁二醇酯链段为50～150％，间苯二甲酸‑5‑磺酸钠丁二醇酯链段的摩尔含量相对于对苯二甲酸丁二醇酯链段为0.5～4％；PBAT纤维的断裂强度为2.0～5.5cN/dtex，断裂伸长率为15～60％，AA率≥98％；制备方法：对苯二甲酸和己二酸分别进行酯化，再分别进行预缩聚，随后将得到的两种预聚物混合，并加入间苯二甲酸‑5‑磺酸钠酯化物，再进行终缩聚，最后通过熔融纺丝的方法制备得到PBAT纤维；本发明的一种PBAT纤维，通过链段长度来调控PBAT的结晶能力与性能之间的平衡关系，通过在链段中引入SSIPA，从而提高纤维性能。

技术领域

本发明属高分子纤维制备技术领域，涉及一种PBAT纤维及制备方法。

背景技术

聚(己二酸丁二醇酯－对苯二甲酸丁二醇酯)(PBAT)作为一种新兴的生物可降解类共聚酯，主要是以1,4-丁二醇(BDO)、己二酸(AA)、对苯二甲酸(PTA)为原料制备得到。PBAT既具有PBT聚酯良好的热稳定性和力学性能，又兼具脂肪族聚酯良好的拉伸性和延展性，还可以在自然条件下降解为水，二氧化碳。PBAT可用于包装、医疗和农用薄膜等领域。

作为性能优异的可降解塑料，PBAT同样可以用于纺织服装领域。但目前PBAT主要通过直接酯化或酯交换法而制得，所获高聚物为无规共聚物，其结晶度较低，玻璃化转变温度在零下，结晶温度也较低，速度较慢，因此在纺丝过程中容易发生纤维粘结现象导致无法卷绕与退绕，同时，在染整过程中，也会在高温条件下出现粘结，致使面料手感、风格出现差异，服用性能下降。此外，结晶不完全的产品在使用过程中，结晶度会受到使用环境的影响，使其尺寸、机械性能等变得不稳定。

影响聚合物结晶的因素有很多种，分子链的规整性是影响聚合物结晶性能好坏的决定性因素，分子链规整性越好，聚合物结晶能力越强；此外，聚合物的结晶受成核和分子链运动控制，加快结晶速度，提高结晶温度可通过引入成核剂来实现。专利“一种结晶速度快的PBAT材料及其制备方法”(201810122762.7)给出了一种结晶速度快的PBAT材料及其制备方法，其是通过添加成核剂亚二甲基苯基双烷基脲来实现，但是这种方式并没有改变聚合物本身的结晶性能，对于聚合物结晶度的提升并没有帮助，仍然无法解决在加工使用过程中纤维粘连的问题。通常所说的粘连，其发生的主要过程是，当纤维相互紧密接触时，由于链段的运动产生相互扩散现象。这种扩散作用主要是发生在非晶区，也就是说非晶区的比例越高，粘连的情况也越严重；再者，结晶度的高低会影响高聚物的玻璃化转变温度，结晶度高，玻璃化转变温度也会提升，即在同一温度条件下，高结晶度的纤维中分子链的运动能力要弱于低结晶度的纤维中的分子链，使其产生的扩散现象降低。

基于上述PBAT在加工成形中存在的问题以及影响加工成形的基本原理，本发明提供了一种PBAT纤维及制备方法，可连续稳定生产PBAT纤维，并改善其制品在后处理、使用过程中的稳定性。从聚合物结晶机理考虑，可通过调节各组分之间的链段长度来提高PBAT的结晶性能，同时引入第三组分，在提高PBAT制品后处理性能稳定性的同时，进一步提升了PBAT制品的染色性能以及耐污性能。

发明内容

本发明涉及一种PBAT纤维及制备方法，包括了酯化、预缩聚、终缩聚、纺丝等阶段。通过调节各组分之间的链段长度来提高PBAT的结晶性能，同时引入第三组分，在提高PBAT制品后处理性能稳定性的同时，进一步提升了PBAT制品的染色性能以及耐污性能，最终可连续稳定生产PBAT纤维，并改善其制品在后处理、使用过程中的稳定性。所获产品可以广泛应用于纺织服装领域。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：