一种磨峰工艺及其应用制造技术

本发明专利技术属于材料加工技术领域，提供了一种磨峰工艺及其应用，本发明专利技术先将待处理的材料进行退火处理，然后材料以悬挂的方式浸入碱液中加热处理，先对材料进行定型退火处理，以提高材料的耐溶剂或碱液渗透能力，从而实现碱液仅是从材料表面逐渐水解侵蚀，经过磨峰工艺后的材料形成直挺的尖锥状结构，抗拉强度不低于355.86MPa，断裂伸长率不低于38.15％，能够很好地用作刷毛材料，本发明专利技术的磨峰工艺适用于PHA、PLA、PBAT或其混合材料。PBAT或其混合材料。

【技术实现步骤摘要】
一种磨峰工艺及其应用


[0001]本专利技术涉及材料加工
，更具体地，涉及一种磨峰工艺及其应用。

技术介绍

[0002]目前市场上售卖的牙刷所使用的刷毛材料主要是聚丙烯(PP)毛、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)软毛、尼龙(PA)刷毛、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)复合材料磨尖丝等等。另外，目前国内外化妆刷的刷毛，一般都是采用人造纤维毛材料PBT纤维。PBT纤维是由高纯度对苯二甲酸(TPA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)与1，4
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丁二醇酯化后缩聚的线性聚合物经熔体纺丝制得的纤维。纤维用作刷毛材料前，一般会经过磨峰工艺，纤维经过磨峰工艺后，纤维末端可变成尖锥状，磨峰主要是通过碱液逐渐由外到内不断水解纤维，浸泡在碱液中的纤维末端更容易水解，从而形成尖锥状。
[0003]以上制备刷毛的材料具有良好的物理性能，抗疲劳性与耐热性均较佳，磨擦系数低，同时耐热水、耐油。但是它们基本都是无法生物降解，又属于日常生活中不可避免的消耗品，每天都会产生大量的废弃物，造成白色污染，这必然会给自然环境带来巨大的环保压力。同时，以上材料生物相容性相对较差(除了尼龙材料)，在使用过程中可能会给人牙龈或皮肤带来不适。因此，亟需采用具有良好生物相容性又可生物降解的材料来代替以上材料。目前主要的可生物降解材料有聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)与聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)等。尤其是PHA具有良好生物可降解性能，可家庭堆肥降解与海水降解。PHA是一种天然高分子生物材料，由微生物合成的一种细胞内酯。由于其具有良好的生物相容性、生物可降解性，是目前理想的生物医用材料之一，可作为体内植入支架、手术膜与体内填充物。PLA纤维是采用玉米、小麦、木薯、土豆、甜菜等淀粉原料发酵制取乳酸，再经聚合得到聚乳酸，最后通过纺丝成型制成的纤维。PBAT属于热塑性生物降解塑料，是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，兼具过氧苯甲酸(PBA)和PBT的特性，既有较好的延展性和断裂伸长率，也有较好的耐热性和冲击性能；此外，还具有优良的生物降解性。PHA、PLA与PBAT是可生物降解的、对环境友好的聚酯类化合物，PHA、PLA与PBAT纤维均符合绿色环保、资源循环使用的要求，应用前景广阔。同时因为他们具有良好的生物相容性，亲肤性能优良，非常适合用于作为化妆刷的刷毛与牙刷刷毛，恰可以解决PBT纤维所存在的缺陷。
[0004]但是，PHA与PLA材料在耐温性以及耐溶剂(或碱液)渗透能力均逊于PBT材料，容易被溶剂(或碱液)直接渗透至材料内部，无法实现由材料表面逐渐向内部的水解磨峰过程，最终无法使纤维丝形成有一定强度的尖锥状的丝尖。材料还可能因为溶剂或碱液对材料快速的渗透溶胀，导致材料变软，以及材料内部发生水解反应，最终导致丝与丝之间粘合结团，无法形成直挺的尖锥状纤维丝。而PBAT纤维丝过软，达不到化妆刷刷毛材料的要求。
[0005]另外，目前PBT由于具有良好的力学性能，其在磨峰过程中，卷料直接放置支撑网架上。但是，不论是PHA、PLA与PBAT或其混合材料，它们的力学性能均比PBT差，磨峰形成尖丝后，与支撑网架接触部分的尖丝容易折弯，影响丝的整体效果。
[0006]综上所述可知，目前现有磨峰技术中，尚无针对PHA、PLA与PBAT或其混合材料纤维的成熟磨峰工艺。
[0007]因此，在目前低碳禁塑的环保要求越来越紧迫情势下，亟需提供一种适合PHA、PLA与PBAT或其混合材料等可生物降解材料纤维的磨峰工艺方法，使得所加工制得的纤维丝可降解，亲肤性能好，不会导致牙龈或皮肤过敏，而且具有直挺的尖锥状结构，磨峰过程不会发生丝与丝之间的粘合成团。

技术实现思路

[0008]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种磨峰工艺及其应用，经过磨峰后的材料至少一末端由圆柱状变为直挺的尖锥状，而且具有良好的力学性能，抗拉强度不低于355.86MPa，断裂伸长率不低于38.15％。
[0009]本专利技术的第一方面提供一种磨峰工艺。
[0010]具体地，一种磨峰工艺，包括如下步骤：
[0011](1)先将待处理的材料进行退火处理，静置，得到退火处理后的材料；
[0012](2)将步骤(1)退火处理后的材料浸泡于碱液中；
[0013]步骤(1)中，所述待处理的材料以悬挂的方式浸入碱液中；
[0014]步骤(2)中，所述碱液的温度为35
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80℃；所述碱液的质量分数为8
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40wt％。
[0015]本专利技术先对待处理的材料进行退火处理，在磨峰前进行退火处理主要是为了提高纤维丝的结晶度，有利于后续磨峰过程，然后将退火处理后的材料浸泡于碱液中，由于经过退火处理后的材料结晶度提高，材料的耐溶剂或碱液渗透能力也相应提高，使得碱液能够从材料表面逐渐水解侵蚀，避免材料因溶剂或碱液对材料的快速渗透溶胀，导致材料变软，以及使材料内部直接发生水解反应，最终导致丝与丝之间粘合结团，无法形成直挺、韧性好的尖锥状结构。而且本专利技术将待处理的材料以悬挂的方式浸泡于碱液中，避免待处理的材料直接放置在支撑网架上，导致与支撑网架接触的部分尖丝折弯，无法保证直挺的结构，影响磨峰之后材料的整体效果。
[0016]优选地，所述待处理的材料为未磨峰的纤维丝，所述未磨峰的纤维丝的两末端为圆柱状。购买或者制备的纤维丝在制备过程中已经经过了拉丝工艺，在拉丝工艺中已经经历了退火的步骤，本专利技术在纤维丝放入碱液浸泡前再经过退火处理，有助于提高纤维丝的结晶度和渗透能力。
[0017]优选地，所述未磨峰的纤维丝的平均直径为0.01
‑
1mm。
[0018]更优选地，所述未磨峰的纤维丝的平均直径为0.01
‑
0.1mm。
[0019]优选地，步骤(1)中，所述退火处理，包括如下步骤：
[0020]先将待处理的材料在40
‑
80℃的环境中预处理2
‑
12h，然后取出，在相对湿度为30
‑
50％，温度为25
‑
30℃的条件下存放退火4h以上。
[0021]本专利技术的退火工艺是先将纤维丝进行升温，然后再降温使得纤维丝重新结晶，提高结晶度。
[0022]优选地，所述预处理在烘箱中进行。
[0023]优选地，所述预处理的时间为6
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8h。
[0024]更优选地，所述预处理的时间为7h。
[0025]优选地，所述预处理的温度为50
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70℃。
[0026]更优选地，所述预处理的温度为60℃。
[0027]优选地，所述待处理的材料为可降解材料。
[0028]优选地，所述可降解材料为聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚乳酸(PLA)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)中的一种或几种。
[0029]优选地，所述退火工序处理后的纤维丝在半个月内均可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磨峰工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)先将待处理的材料进行退火处理，静置，得到退火处理后的材料；(2)将步骤(1)退火处理后的材料浸泡于碱液中；步骤(1)中，所述待处理的材料以悬挂的方式浸入碱液中；步骤(2)中，所述碱液的温度为35
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80℃；所述碱液的质量分数为8
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40wt％。2.根据权利要求1所述的磨峰工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述退火处理，包括如下步骤：先将待处理的材料在40
‑
80℃的环境中预处理2
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12h，然后取出，在相对湿度为30
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50％，温度为25
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30℃的条件下存放退火4h以上。3.根据权利要求1所述的磨峰工艺，其特征在于，所述待处理的材料为可降解材料。4.根据权利要求3所述的磨峰工艺，其特征在于，所述可降解材料为聚羟基脂肪酸酯、聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯中的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴宏海，童玉宝，吕金艳，司徒卫，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：