聚乳酸并列复合纤维及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚乳酸并列复合纤维和复合卷曲纤维及其制备方法，聚乳酸并列复合纤维由至少两种不同熔点的聚乳酸复合纺丝而成，两种不同熔点的聚乳酸包括常规聚乳酸和低熔点聚乳酸，对聚乳酸并列复合纤维进行热处理，得到聚乳酸复合卷曲纤维。本发明专利技术的聚乳酸复合卷曲纤维具有三维卷曲结构，具有良好的卷曲性能，垫弹性和蓬松性，可用作填充材料，有广泛的应用前景，且本发明专利技术的聚乳酸并列复合纤维及复合卷曲纤维中两种组分相容性好，使得复合纤维及复合卷曲纤维的稳定性好，并且具有生物可降解性，环境友好。另外，本发明专利技术所提供的聚乳酸并列复合纤维和复合卷曲纤维的制备方法简单、易于实现，可规模化推广。

【技术实现步骤摘要】
聚乳酸并列复合纤维及其制备方法
本专利技术属于聚乳酸材料
，具体涉及聚乳酸并列复合纤维及其制备方法。
技术介绍
三维卷曲纤维是具有三维立体卷曲结构的双组分复合纤维，它是由两种具有不同结构或性能的聚合物按照一定比例复合纺丝而成。三维卷曲纤维具有优良的蓬松性和垫弹性，且具有良好的保暖性，可作为羽绒的替代品，作为填充材料，具有良好的商用价值，在家具家纺、玩具、服装、医疗卫生用品、椅垫等领域具有广泛的应用。双组分复合纤维中两组分收缩率的差异，是产生三维立体卷曲结构的先决条件，两组分良好的相容性是形成并列复合结构的必要条件。PTT/PET并列复合纤维是由PTT、PET两种高聚物并列纺丝而成，两者在相同的机械加工和热处理后产生不同的收缩量，从而绕纤维轴产生螺旋状卷曲，使纤维纵向成像三维螺旋状卷曲，具有永久蓬松性、弹性、覆盖性能等特点。受聚酯并列复合三维卷曲纤维制备的启发，将此原理应用到生物可降解的代表性品种聚乳酸(PLA)中，是否也可以制备出三维卷曲纤维成为研究的关键点。聚乳酸作为一种生物可降解材料，纤维的强度和聚酯接近，同时具有生物降解性和生物相容性的优点，由PLA纤维制备的面料具有舒适和抗菌等优点，适合在生物医用材料、纺织服装面料等领域应用。因此，开发一种相容性好、加工工艺稳定的绿色环保聚乳酸复合卷曲纤维具有重要的意义。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，开发出一种聚乳酸并列复合纤维和复合卷曲纤维，聚乳酸并列复合纤维由至少两种不同熔点的聚乳酸复合纺丝而成，两种不同熔点的聚乳酸包括常规聚乳酸和低熔点聚乳酸，对聚乳酸并列复合纤维进行热处理，得到聚乳酸复合卷曲纤维。本专利技术的聚乳酸复合卷曲纤维具有三维卷曲结构，具有良好的卷曲性能，垫弹性和蓬松性，可用作填充材料，有广泛的应用前景，且本专利技术的聚乳酸并列复合纤维及复合卷曲纤维中两种组分相容性好，使得复合纤维及复合卷曲纤维的稳定性好，并且具有生物可降解性，环境友好；另外，本专利技术所提供的聚乳酸并列复合纤维和复合卷曲纤维的制备方法简单、易于实现，可规模化推广，从而完成本专利技术。本专利技术的目的在于提供一种聚乳酸并列复合纤维，所述聚乳酸并列复合纤维由至少两种不同熔点的聚乳酸复合纺丝而成。其中，所述聚乳酸并列复合纤维由两种不同熔点的聚乳酸复合纺丝而成，两种不同熔点的聚乳酸包括常规聚乳酸和低熔点聚乳酸，所述常规聚乳酸的熔点为160～180℃，所述低熔点聚乳酸的熔点为120～160℃，优选地，所述常规聚乳酸与低熔点聚乳酸的质量比为30/70～70/30。所述聚乳酸并列复合纤维的单丝纤度为98.6dtex，断裂强度≥2.0cN/dtex。本专利技术提供一种聚乳酸并列复合纤维的制备方法，所述方法包括以下步骤：步骤1、准备不同熔点的聚乳酸切片，干燥；步骤2、进行复合纺丝，得到初生纤维；步骤3、对初生纤维进行牵伸处理，得到聚乳酸并列复合纤维。其中，步骤1中，所述不同熔点的聚乳酸切片包括常规聚乳酸切片和低熔点聚乳酸切片，常规聚乳酸切片于60～90℃干燥处理10～14h，低熔点聚乳酸切片于60～90℃干燥处理10～14h。其中，步骤2中，将聚乳酸切片加入到复合纺丝机中进行复合纺丝，低熔点聚乳酸切片的熔融温度为130～220℃，优选为135～215℃，常规聚乳酸切片的熔融温度为155～220℃，优选为160～215℃，纺丝温度为220～230℃，优选为220℃。其中，步骤3中，牵伸倍数为1～5倍，优选为1.5～3.5倍；第一热辊温度为65～75℃，第二热辊温度为70～80℃；牵伸后进行热定型、卷绕，得到聚乳酸并列复合纤维，所述热定型的温度为100～150℃，优选为120～130℃。本专利技术提供一种聚乳酸复合卷曲纤维，所述聚乳酸复合卷曲纤维由聚乳酸并列复合纤维经热处理得到。所述方法包括将聚乳酸并列复合纤维进行热处理，优选地，所述热处理的温度为20～150℃，热处理时间为5～60min。所述聚乳酸复合卷曲纤维的卷曲数大于15个/25mm，卷曲率大于15％，卷曲回复率大于15％，卷曲弹性率在80％以上。本专利技术所具有的有益效果为：(1)本专利技术的聚乳酸并列复合纤维由两种不同熔点的聚乳酸复合纺丝而成，两种组分具有良好的相容性和加工工艺稳定性，单组分区域和连续的相界面，复合纤维具有良好的力学性能，例如所得聚乳酸并列复合纤维的断裂强度在2.0cN/dtex以上，可达到2.8cN/dtex，断裂伸长率在10％以上，可达到15.1％；(2)本专利技术通过对聚乳酸并列复合纤维进行热处理得到聚乳酸复合卷曲纤维，两种不同熔点的聚乳酸组分经过热处理取向、结晶程度的差异，产生均匀的三维卷曲结构，得到聚乳酸复合卷曲纤维；(3)本专利技术的聚乳酸复合卷曲纤维具有优异的卷曲性能，例如经过干热处理和湿热处理的复合卷曲纤维的卷曲数均在15个/25mm以上，分别为20.1个/25mm和20.7个/25mm；卷曲率均在15％以上，分别可达到29.9％和31.9％；卷曲回复率均在15％以上，卷曲回复率分别可达到24.6％和25.9％，卷曲弹性率均在80％以上，分别可达到82.6％和84.2％；(4)本专利技术所提供的聚乳酸并列复合纤维和复合卷曲纤维具有生物可降解性，环境友好；(5)本专利技术所提供的聚乳酸并列复合纤维及复合卷曲纤维的制备方法简单，易于实现，适于大规模工业化推广和生产。附图说明图1示出实验例1的DSC曲线和二维XRD图；图2示出实验例3中并列复合纤维的实物图；图3示出实验例3中并列复合纤维的SEM图；图4示出实验例3中初生纤维横截面图；图5示出实验例4中并列复合卷曲纤维的二维XRD图；图6示出实验例6中并列复合卷曲纤维的二维XRD图；图7示出实验例4中实施例3-6所得并列复合卷曲纤维的取向因子测试结果；图8示出实验例6中实施例9-13所得并列复合卷曲纤维的取向因子测试结果；图9示出实验例5中并列复合卷曲纤维的光学显微镜和SEM图；图10示出实验例7中并列复合卷曲纤维的光学显微镜和SEM图；图11示出实验例8中实施例3-6所得并列复合卷曲纤维的力学性能测试结果；图12示出实验例8中实施例9-13所得并列复合卷曲纤维的力学性能测试结果。具体实施方式下面通过附图和优选实施方式对本专利技术进一步详细说明。通过这些说明，本专利技术的特点和优点将变得更为清楚明确。根据本专利技术，提供一种聚乳酸并列复合纤维，该聚乳酸并列复合纤维由至少两种不同熔点的聚乳酸复合纺丝而成，优选由两种不同熔点的聚乳酸复合纺丝而成。根据本专利技术优选的实施方式，两种不同熔点的聚乳酸分别为常规聚乳酸和低熔点聚乳酸，即该聚乳酸并列复合纤维由常规聚乳酸和低熔点聚乳酸经复合纺丝制成。本专利技术中，结晶和解取向是聚乳酸并列复合(PLA/LM-PLA)纤维形成三维卷曲结构的两个关键因素。两种不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚乳酸并列复合纤维，其特征在于，所述聚乳酸并列复合纤维由至少两种不同熔点的聚乳酸复合纺丝而成。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚乳酸并列复合纤维，其特征在于，所述聚乳酸并列复合纤维由至少两种不同熔点的聚乳酸复合纺丝而成。


2.根据权利要求1所述的聚乳酸并列复合纤维，其特征在于，所述聚乳酸并列复合纤维由两种不同熔点的聚乳酸复合纺丝而成，两种不同熔点的聚乳酸包括常规聚乳酸和低熔点聚乳酸，所述常规聚乳酸的熔点为160～180℃，所述低熔点聚乳酸的熔点为120～160℃，
优选地，所述常规聚乳酸与低熔点聚乳酸的质量比为30/70～70/30。


3.根据权利要求1所述的聚乳酸并列复合纤维，其特征在于，所述聚乳酸并列复合纤维的单丝纤度为98.6dtex，断裂强度≥2.0cN/dtex。


4.一种聚乳酸并列复合纤维的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1、准备不同熔点的聚乳酸切片，干燥；
步骤2、进行复合纺丝，得到初生纤维；
步骤3、对初生纤维进行牵伸处理，得到聚乳酸并列复合纤维。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤1中，所述不同熔点的聚乳酸切片包括常规聚乳酸切片和低熔点聚乳酸切片，常规聚乳酸切片于60～90℃干燥处理10～14h，低熔点聚乳酸切片...

【专利技术属性】
技术研发人员：张秀芹，杨博，董振峰，孙一丹，王锐，齐悦，马慧玲，吴晶，王阳，
申请(专利权)人：北京服装学院，
类型：发明
国别省市：北京;11