[发明专利]一种高强生物可降解聚酯纤维的制备方法

权利要求书

1.一种高强生物可降解聚酯纤维的制备方法，其特征在于：在生物可降解聚酯中添加离子型共聚酯进行熔融纺丝制备得到高强生物可降解聚酯纤维；

生物可降解聚酯为聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸/丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚3-羟基烷酸酯或聚ε-己内酯；

离子型共聚酯的添加量为生物可降解聚酯质量的1~10%；

离子型共聚酯由非离子聚酯链段与磺酸盐离子聚酯链段组成，且不同非离子聚酯链段之间、不同离子聚酯链段之间以及非离子聚酯链段与离子聚酯链段之间均以酯键进行连接；

离子型共聚酯的特性粘度为0.55~0.85dl/g；

非离子聚酯链段重复单元为4~10，磺酸盐离子聚酯链段重复单元为2~8；

离子型共聚酯的制备方法为：首先分别通过酯化反应合成出非离子聚酯酯化物与磺酸盐离子聚酯酯化物，非离子聚酯酯化物与磺酸盐离子聚酯酯化物再经过缩聚反应生成所述离子型共聚酯；

磺酸盐离子聚酯酯化物是由二元酸Ⅱ与二元醇Ⅱ通过分段酯化反应制备得到；第一段酯化反应加入的二元酸Ⅱ的羧基官能团数与二元醇Ⅱ的羟基官能团数的摩尔比值为1.05~1.50；第二段酯化反应仅加入二元醇Ⅱ，加入量为第一段酯化反应加入的二元酸Ⅱ摩尔量的10~60%；二元酸Ⅱ为间苯二甲酸-5-磺酸钠或对苯二酸-2-磺酸钠；二元醇Ⅱ为2,5-二羟基苯磺酸钾、N,N-二(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸钠、2-[(三(羟甲基)甲基)氨基]-1-乙磺酸钠或3-[N-三(羟甲基)甲胺]-2-羟基丙磺酸钠；

高强生物可降解聚酯纤维的单丝纤度为1.5~5.0dtex，无油丝数均分子量下降为500~2000g/mol，纤维断裂强度≥2.50cN/dtex，断裂伸长率为15.0~35.0%，在2~10%拉伸形变下弹性回复率≥90%；高强生物可降解聚酯纤维的生物可降解性能为：堆肥化生物分解率≥60%，崩解程度≥90%。

2.根据权利要求1所述的一种高强生物可降解聚酯纤维的制备方法，其特征在于，生物可降解聚酯的数均分子量为50000~100000g/mol。

3.根据权利要求1所述的一种高强生物可降解聚酯纤维的制备方法，其特征在于，熔融纺丝的工艺参数为：纺丝温度220~280℃，冷却吹风温度15~20℃，相对湿度60~85%，风压20~80kPa，纤维含油率0.6~1.5%，热辊GR1的速度1000~1500m/min，热辊GR1的温度60~90℃，热辊GR2的速度2500~3500m/min，热辊GR2的温度100~120℃。

4.根据权利要求1所述的一种高强生物可降解聚酯纤维的制备方法，其特征在于，非离子聚酯酯化物与磺酸盐离子聚酯酯化物的摩尔比为2:8~8:2。

5.根据权利要求1所述的一种高强生物可降解聚酯纤维的制备方法，其特征在于，非离子聚酯酯化物是由二元酸Ⅰ与二元醇Ⅰ通过酯化反应制备得到；

二元酸Ⅰ与二元醇Ⅰ的摩尔比为1:1.05~1.5；

二元酸Ⅰ为对苯二甲酸、间苯二甲酸或己二酸；

二元醇Ⅰ为乙二醇、丙二醇、丁二醇或戊二醇。

6.根据权利要求5所述的一种高强生物可降解聚酯纤维的制备方法，其特征在于，非离子聚酯酯化物酯化反应的催化剂为乙二醇钛、钛酸四丁酯、乙二醇锑、醋酸锑或氧化锑，其用量为二元酸Ⅰ质量的10~100ppm。

7.根据权利要求5所述的一种高强生物可降解聚酯纤维的制备方法，其特征在于，非离子聚酯酯化物酯化反应的温度为150~250℃，压力为0.01~0.5MPa，时间为1.5~3.5h。

8.根据权利要求1所述的一种高强生物可降解聚酯纤维的制备方法，其特征在于，磺酸盐离子聚酯酯化物分段酯化反应的催化剂为苯磺酸，在第一酯化反应时加入，其用量为二元酸Ⅱ质量的10~1000ppm。