一种环保型聚乳酸纤维材料制造技术

本发明专利技术属于环保新材料技术领域，具体涉及一种环保型聚乳酸纤维材料。该环保型聚乳酸纤维材料由聚乳酸在熔融状态下连续纺丝制得，该聚乳酸由如下步骤制得：（1）提取原料，在生物催化剂的作用下，加入纯乳酸和碳酸钙进行发酵，获得发酵液；（2）向发酵液中加入硫酸，充分搅拌后过滤，对滤液进行蒸发浓缩，并再次过滤，获得乳酸；（3）乳酸经过精制、脱水低聚、高温裂解，生成环状二聚体丙交酯，再开环缩聚合成聚乳酸。本发明专利技术的原材料容易获得，生产聚乳酸纤维成本低，纺丝速度快，且质量稳定，对环境污染小，适合大规模连续生产。

An environmentally friendly polylactic acid fiber material

The invention belongs to the technical field of environmental protection new materials, in particular to an environmental protection type polylactic acid fiber material. The environmentally friendly polylactic acid fiber material is prepared by continuous spinning of polylactic acid in molten state. The polylactic acid is prepared by the following steps: (1) extracting raw materials, adding pure lactic acid and calcium carbonate to ferment under the action of biocatalyst to obtain fermentation broth; (2) adding sulphuric acid to fermentation broth, fully stirring and filtering, evaporating and concentrating the filtrate, and filtering again to obtain fermentation broth. Lactic acid was obtained; (3) lactic acid was refined, dehydrated, oligomerized and pyrolyzed at high temperature to form cyclic dimer lactide, and then polylactic acid was synthesized by ring-opening polycondensation. The raw material of the invention is easy to obtain, the cost of producing polylactic acid fibers is low, the spinning speed is fast, the quality is stable, the environmental pollution is small, and it is suitable for large-scale continuous production.

【技术实现步骤摘要】
一种环保型聚乳酸纤维材料
本专利技术属于环保新材料
，具体涉及一种环保型聚乳酸纤维材料。
技术介绍
聚乳酸纤维是一种可持续发展的绿色环保纤维。聚乳酸纤维以植物为原料制取，其制品废弃后在土壤或海水中经微生物作用可分解成二氧化碳和水，燃烧时不会散发毒气而造成污染。聚乳酸纤维不仅克服了天然纤维和合成纤维的一些缺点，比如其具有天然纤维的降解性、吸湿透气性和舒适性，还克服了天然纤维强度低、服装面料易变形等缺点；聚乳酸纤维天生阻燃，同时又不像棉、粘胶那样容易滋生细菌。目前被广泛应用于家纺、服装、填充料以及无纺布等领域。现有的纤维制造方法有多种，包括直接纺丝法、复合纺丝法、共混海岛法、拉拔法、模板合成法、界面聚合法、相分离法、生物法以及闪蒸纺丝法等，其中已工业化的技术有直接纺丝法、复合纺丝法和共混纺丝法。其中，共混纺丝法因为对设备和技术相对要求低，工艺简单，成本较低，所制备出的纤维细度小等优点而日益发展。其原理是将部分相容或非相容的聚合物共混物熔融纺丝，得到基体-微纤（海-岛）型共混纤维，然后溶解除去基体相，就可以得到分散相的聚合物纤维。由于纤维成形过程中的取向和结晶作用，该方法所得的纤维物理机械性能较好。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种环保型聚乳酸纤维新材料，该聚乳酸纤维以玉米、小麦、木薯等农作物为原料，适合工业化连续生产，对环境污染小。实现本专利技术目的而采用的技术方案为：一种环保型聚乳酸纤维材料，该环保型聚乳酸纤维材料由聚乳酸在熔融状态下连续纺丝制得，该聚乳酸由如下步骤制得：（1）提取原料，在生物催化剂的作用下，加入纯乳酸和碳酸钙进行发酵，获得发酵液；（2）向发酵液中加入硫酸，充分搅拌后过滤，对滤液进行蒸发浓缩，并再次过滤，获得乳酸；（3）乳酸经过精制、脱水低聚、高温裂解，生成环状二聚体丙交酯，再开环缩聚合成聚乳酸。优选地，所述聚乳酸在熔融状态下连续纺丝的具体工艺为：先对聚乳酸进行干燥处理，添加助剂和保护气体，纺丝温度控制在40-45度，纺丝速度选择1000-1200m/min，所述助剂为亚磷酸三壬基苯酯，所述保护气体为氮气。优选地，所述助剂的用量为干燥后聚乳酸质量的0.2%-1%。优选地，步骤（1）中所述的提取原料，该原料选自玉米、小麦、木薯中的一种，所述生物催化剂选自麦芽酶、糖化酶中的一种。优选地，步骤（2）中所述硫酸的体积百分数为20-30%。本专利技术所产生的技术效果：本专利技术提出一种环保型聚乳酸纤维材料，原材料容易获得，生产聚乳酸纤维成本低，纺丝速度快，且质量稳定，对环境污染小，适合大规模连续生产。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的描述。实施例1）聚乳酸的制备提取玉米原料，在生物催化剂麦芽酶的作用下，加入纯乳酸和碳酸钙进行发酵，获得发酵液；向发酵液中加入硫酸，硫酸的体积百分数为50%，充分搅拌后过滤，对滤液进行蒸发浓缩，并再次过滤，获得乳酸；乳酸经过精制、脱水低聚、高温裂解，生成环状二聚体丙交酯，将乳酸以特殊的浓缩制程，转变成丙交酯，即中间型产物减水乳酸，再开环缩聚合成聚乳酸。2）环保型聚乳酸纤维材料的制备将步骤1）制得的聚乳酸进行干燥处理，添加助剂亚磷酸三壬基苯酯，其质量为干燥聚乳酸的1%，添加保护气体氮气，温度控制在42度，纺丝速度选择1100m/min，聚乳酸处于熔融状态下连续纺丝，制得环保型聚乳酸纤维材料。步骤（1）中所述的提取原料，该原料还可选自小麦、木薯中的一种，生物催化剂还可以选用糖化酶。聚乳酸熔点35-40度，聚乳酸降解会随着加工温度的上升而加剧，聚合物的熔体黏度下降，影响纺丝正常进行。提高纺丝速度，缩短熔体与空气的接触时间，从而有效减少聚乳酸热降解。所制备的聚乳酸纤维，相对分子质量温度，大于5000。以上实施方式仅用于说明本专利技术，而并非对本专利技术的限制，有关
的普通技术人员，在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本专利技术的范畴，本专利技术的专利保护范围应由权利要求限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保型聚乳酸纤维材料，该环保型聚乳酸纤维材料由聚乳酸在熔融状态下连续纺丝制得，其特征在于：该聚乳酸由如下步骤制得：（1）提取原料，在生物催化剂的作用下，加入纯乳酸和碳酸钙进行发酵，获得发酵液；（2）向发酵液中加入硫酸，充分搅拌后过滤，对滤液进行蒸发浓缩，并再次过滤，获得乳酸；（3）乳酸经过精制、脱水低聚、高温裂解，生成环状二聚体丙交酯，再开环缩聚合成聚乳酸。

【技术特征摘要】
1.一种环保型聚乳酸纤维材料，该环保型聚乳酸纤维材料由聚乳酸在熔融状态下连续纺丝制得，其特征在于：该聚乳酸由如下步骤制得：（1）提取原料，在生物催化剂的作用下，加入纯乳酸和碳酸钙进行发酵，获得发酵液；（2）向发酵液中加入硫酸，充分搅拌后过滤，对滤液进行蒸发浓缩，并再次过滤，获得乳酸；（3）乳酸经过精制、脱水低聚、高温裂解，生成环状二聚体丙交酯，再开环缩聚合成聚乳酸。2.根据权利要求1所述的环保型聚乳酸纤维材料，其特征在于：所述聚乳酸在熔融状态下连续纺丝的具体工艺为：先对聚乳酸进行干燥处理，添加助剂和...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘传礼，
申请(专利权)人：淮安市冰青建设工程管理有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32