一种纤维丝及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种纤维丝及其制备方法与应用。所述纤维丝，制备所述纤维丝的原料包括以下组分：A组分与B组分：所述A组分包括聚羟基脂肪酸酯、己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯共聚物和聚丁二酸丁二酯；所述B组分包括聚乳酸；其中，所述聚羟基脂肪酸酯包括聚3

【技术实现步骤摘要】
一种纤维丝及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及材料加工相关
，尤其是涉及一种纤维丝及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]传统的纤维刷丝一般采用的是尼龙PA6，聚对苯二甲酸丁二酯PBT，以及聚丙烯PP材料， 由于这些材料是用石油基原材料制备的，而且在较长时间内都不可以生物降解，所以生产的 刷丝也是无法降解的，就化妆刷，牙刷等刷具产品而言，废弃后会对环境产生污染，这些石 油基原料，不符合现在倡导的绿色制造理念。随着我国经济的不断发展，国民生产水平也不 断提高，对自身的形象价值建设的投入也越来越大，化妆刷产品等刷丝的使用量也随之逐年 上升，从而导致废弃化妆刷丝等无法降解的产品的量也不断增加，现有的刷丝无法降解导致 废弃品的难以被直接处理，长此以往必然对环境产生不断严重的影响，因此需要一种新的可 降解的纤维丝，解决或缓解上述问题。
[0003]随着国家对绿色经济的大力倡导，可降解材料也迎来了快速发展。目前国内在降解材料 市场中占据主导地位的是PLA(聚乳酸)与PBAT(己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯 共聚物)；但是PLA不耐热，且性能较脆，所以制成的纤维刷丝，也存在不耐热容易黏连且 性能较脆缺点，此外，由于PLA加工成丝制品时的牵伸倍率低，会导致丝制品不能拉细，制 备得到的纤维刷丝手感不够柔软、丝容易弯折、回弹性差；而将PLA制备成化妆刷丝需要经 过溶液浸泡磨尖成型处理，但PLA纤维丝磨尖成型效果不好，不能高温染色固色，严重影响 了实际的应用；PBAT虽然在膜类应用较广，且延展性较好，但是由于PBAT分子链结构多支 链化，且呈网状，使得PBAT加工成单丝长纤后，结晶速率慢，过于柔软，单丝长纤容易变 形弯曲，丝不够挺(弯曲回复率低)，如果将其作为纺织物，因为其不耐高温，因此根本无 法进行高温定型，基于此，PBAT在化纤纺丝行业中较少应用；此外还有一些降解材料如聚 羟基脂肪酸酯，PHA(聚羟基脂肪酸酯)是原核微生物在碳、氮营养失衡的情况下，作为碳 源和能源贮存而合成的一类热塑性脂肪族生物聚酯。PHA的力学性能与某些热塑性材料如聚 乙烯、聚丙烯类似。与一般的脂肪族聚酯一样，PHA材料也存在着加工和性能上的许多缺点， 如加工窗口相对较窄、加工成型困难、成型周期长、回弹性差、同时生产成本还较高。此外， PHA加工由于结晶速率慢，如果用现有的工艺拉丝，则会产生后结晶现象；如果对PHA进 行淬火处理，由于PHA玻璃化温度低，放置常温时会导致PHA进行二次结晶，导致PHA纤 维丝放置久后会变脆，容易断丝，且丝回弹性差。
[0004]因此，急需一种新型材料，以解决上述材料不环保、机械性能差、加工复杂、存在二次 结晶现象、成本高等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的第一个技术问题是：
[0006]提供一种纤维丝。
虽然能够进一步加强制备得到的纤维的弹性，但是PHB能起到一部分的增加各组分间的相容 性，所以仅添加P34HB，后续进行拉伸成丝和磨尖成型工艺时可能会有丝粗糙或其他相容性 不好导致的问题，且仍然无法避免上述可能的断丝风险；而且PHA晶核密度低，结晶诱导期 长，球晶尺寸大，制备得到的纤维在室温下放置时会有二次结晶的问题，该问题会使得纤维 变脆，强度和断裂伸长率均下降。除此之外，在用常规工艺拉伸成丝时，会使得结晶不充分， 导致纤维丝黏连在一起；
[0024]7.组分中，PLA作用包括：材料主成分，提供丝纤维基础的力学性能；PBAT作用包括： 材料主成分，改善丝纤维材料柔软性和拉伸性能；PHA作用包括：材料主成分，可以改善调 节丝纤维材料的力学性能，可以起到一部分相容剂作用，增加材料染色固色性能，增加材料 耐热性能；PBS左右包括：材料主成分，增加材料耐热性能，提供一定的力学性能；且本发 明所用组分皆为可生物降解材料。
[0025]根据本专利技术的一种实施方式，所述可纤维丝可以拉成0.06mm
‑
0.09mm直径的纤维丝。纤 维丝的直径取决于两点，其一为熔融挤出的模具，其二为可纤维丝本身的性质，在所述原料 制备得到的纤维丝，具有良好的拉伸流变性和适宜的结晶速率，才能使得后续的牵伸能够将 丝拉伸地更细。
[0026]根据本专利技术的一种实施方式，制备所述纤维丝的原料包括以下重量份的组分：
[0027]10
‑
40份聚羟基脂肪酸酯、6
‑
22份己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯共聚物、5
‑
20 份聚丁二酸丁二酯和50
‑
70份聚乳酸中的至少一种。
[0028]根据本专利技术的一种实施方式，制备所述纤维丝的原料包括以下重量份的组分：
[0029]10
‑
30份聚(3
‑
羟基丁酸酯
‑
co
‑4‑
羟基丁酸脂)、1
‑
10份聚3
‑
羟基丁酸酯中的至少一种。
[0030]所述纤维丝的原料中，聚羟基脂肪酸酯(PHA)包括聚3
‑
羟基丁酸酯(PHB)和聚(3
‑
羟 基丁酸酯
‑
co
‑4‑
羟基丁酸脂)(P34HB)。
[0031]根据本专利技术的一种实施方式，所述纤维丝还包括以下助剂：
[0032]抗氧剂、相容剂和成核剂中的至少一种。
[0033]所述抗氧剂用于减少原料反应环境中的氧含量，避免氧气含量过高影响反应进程。
[0034]相容剂的添加能够进一步添加各原料间的相容。
[0035]成核剂的添加能够促进充分结晶。
[0036]根据本专利技术的一种实施方式，所述相容剂包括钛酸四丁酯和马来酸酐接枝相容剂中的至 少一种。
[0037]所述钛酸四丁酯和马来酸酐接枝相容剂能够借助分子间的键合力，促使所述纤维丝中相 容性不好的聚合物结合在一体，从而得到稳定的产物。
[0038]根据本专利技术的一种实施方式，所述聚(3
‑
羟基丁酸酯
‑
co
‑4‑
羟基丁酸脂)中，4
‑
羟基丁酸脂 基团与所述聚(3
‑
羟基丁酸酯
‑
co
‑4‑
羟基丁酸脂)的摩尔比为0.05
‑
0.4:1，优选为0.1
‑
0.3:1。
[0039]其中，3
‑
羟基丁酸酯(3HB)赋予所述纤维丝更多的刚性，而4
‑
羟基丁酸酯(4HB)具有类似 橡胶的性能，通过调整P3HB4HB中4HB的含量，P3HB4HB的性质可以在高结晶性塑料(4HB 摩尔比≤10％)和完全非晶态弹性体(4HB摩尔比≥40％)之间变化。具体的，4HB的摩
尔含量小 于5％，P3HB4HB为高结晶聚合物，断裂伸长率较小，表现出较大的脆性，柔韧性较差，而 4HB的摩尔含量大于40％，P3HB4HB为完全弹性体，断裂伸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纤维丝，其特征在于：制备所述纤维丝的原料包括以下组分：A组分与B组分：所述A组分包括聚羟基脂肪酸酯、己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯共聚物和聚丁二酸丁二酯；所述B组分包括聚乳酸；其中，所述聚羟基脂肪酸酯包括聚3
‑
羟基丁酸酯和聚(3
‑
羟基丁酸酯
‑
co
‑4‑
羟基丁酸脂)。2.一种纤维丝，其特征在于：制备所述纤维丝的原料包括以下重量份的组分：10
‑
40份聚羟基脂肪酸酯、6
‑
22份己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯共聚物、5
‑
20份聚丁二酸丁二酯和50
‑
70份聚乳酸中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种纤维丝，其特征在于：所述纤维丝还包括以下助剂：抗氧剂、相容剂和成核剂中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种纤维丝，其特征在于：所述相容剂包括钛酸四丁酯和马来酸酐接枝相容剂中的至少一种。5.根据权利要求1所述的一种纤维丝，其特征在于：所述聚(3

【专利技术属性】
技术研发人员：余岳明，童玉宝，司徒卫，尹杰，吕金艳，余柳松，
申请(专利权)人：珠海麦得发生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：