一种长丝或短纤及其制备方法技术

本发明专利技术涉及纤维制备技术领域，具体涉及一种长丝或短纤及其制备方法。本发明专利技术所述的长丝或短纤仅以P3HB4HB作为主要可降解材料，不与其他可降解材料共混，甚至不与其他类型PHA共混，因此不必添加相容剂、润滑剂等助剂，保证了纤维材料成分的纯粹，进一步提高了长丝或短纤制品的品质与工艺的稳定性，并确保其降解速度更快、成分更环保单一，且能在自然环境中完全分解，绿色可持续。由于具有亲肤特性，相比于传统化纤类织物，安全性、使用舒适性和服用性能都明显提高。都明显提高。

【技术实现步骤摘要】
一种长丝或短纤及其制备方法


[0001]本专利技术涉及纤维制备
，具体涉及一种长丝或短纤及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，生物基纤维或可降解纤维的发展前景十分广阔，以PLA、PBAT、PBST、PCL等材料为主的纤维及其制品已较为成熟，有些已达到产业化程度。然而PHA在纺织、无纺等方面的应用仍处于探索阶段，一般通过与其他材料共混，以提升可纺性。因此，鲜有以PHA为主的纤维及其制品，其含量往往低于30%，远没有发挥其迅速降解、生物亲和、抑菌、易染色等优势，在中高端纺织品应用领域尤为明显。随着新能源汽车的逐渐普及，与其环保理念相配套的环保材料也迅速发展，其中可降解车内饰纺织材料是一个重要方向。
[0003]同济大学和上汽集团公开了天然纤维和聚乳酸纤维混纺纤维板及其制备方法（CN103302864B），其中提及可以PHA作为面层共混PLA，但依据克重占比来计算，PHA的含量不会超过10%，且PHA形态为膜而非纤维，没有实现PHA在车内饰纺织材料的高含量应用。
[0004]乐金华奥斯有限公司公开了汽车内饰材料用树脂组合物及汽车内饰材料成型成品（CN104508050B），通过生物质热塑性树脂和增塑剂、无机填充剂及其他助剂制成薄片或表面处理层。其中实施例7运用了PHA，但用量只占5.7%，且并没有制成纤维形式，不能发挥纺织材料的力学增强性能。
[0005]欧米亚国际集团公开了复丝聚酯纤维（CN106661767B），其中提及使用的聚酯包括PHA，所得纤维纺织制品可应用于汽车装饰等，但其大量采用微米级的碳酸钙作为填料，影响成品颜色，且很容易在纺丝时堵塞纺丝孔；且纺丝工艺也不适用于PHA（仅“骤冷”的步骤无法得到高取向且有一定强度的PHA纤维），没有工业化实现的意义。
[0006]安徽京安润生物科技有限责任公司公开了一种可降解皮芯型聚合物、高熔融指数可降解聚合物、可降解复合纤维网织物及其制备方法和应用（CN112663171A），各实施例芯层中PHA的占比达到20%，但所得仅是无纺形式的织物，仍以PLA作为主要原料，没有突破以PHA作为辅助材料应用于纺织领域的现状。
[0007]然而，目前很少有纯PHA基长丝或纤维的报道，特别在车内饰等中高端纺织品领域。因此，亟待专利技术以纯PHA基长丝或短纤，及其专用料来制备车内饰材料。

技术实现思路

[0008]本专利技术以P3HB4HB作为主要材料，优选助剂和纺丝工艺，提升了P3HB4HB的可纺性，并使其具备耐磨、抗紫外、阻燃、抗菌、疏水等多功能，满足在车内饰领域的性能要求，得到全生物降解并可应用于车内饰领域的环保多功能长丝及其专用料。
[0009]本专利技术的第一方面，提供了一种长丝或短纤。
[0010]优选的，所述的长丝或短纤（或其原料）包括P3HB4HB和/助剂。
[0011]优选的，所述的长丝或短纤以P3HB4HB为主要原料，并通过添加各种助剂进行改性。
[0012]在本专利技术的一个具体实施方式中，所述的长丝或短纤（或其原料）由P3HB4HB和助剂制得。
[0013]优选的，所述P3HB4HB中4HB单体的摩尔含量范围为1
‑
80mol%，优选为3
‑
40mol%中任一数值，例如1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80mol%。
[0014]根据具体实施方式的需要，所述的长丝或短纤维可以选择用相同4HB单体摩尔含量的P3HB4HB原料，也可以选择用不同4HB单体摩尔含量的P3HB4HB原料。
[0015]优选的，所述的不同4HB单体摩尔含量的P3HB4HB原料包括4HB单体摩尔含量为1%
‑
30%，优选为3%
‑
20%中任一数值，例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30%的P3HB4HB。
[0016]在本专利技术的一个具体实施方式中，所述的不同4HB单体摩尔含量的P3HB4HB原料为4HB单体摩尔含量为5%的P3HB4HB和4HB单体摩尔含量为10%的P3HB4HB，两种P3HB4HB的质量比为1：1。
[0017]在本专利技术的一个具体实施方式中，所述的不同4HB单体摩尔含量的P3HB4HB原料为4HB单体摩尔含量为3%的P3HB4HB和4HB单体摩尔含量为15%的P3HB4HB，两种P3HB4HB的质量比为1：1。
[0018]在本专利技术的一个具体实施方式中，所述的不同4HB单体摩尔含量的P3HB4HB原料为4HB单体摩尔含量为3%的P3HB4HB和4HB单体摩尔含量为20%的P3HB4HB，两种P3HB4HB的质量比为1：1。
[0019]优选的，所述的P3HB4HB的分子量为30
‑
600万，优选为50
‑
400万中任一数值，例如30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600万。
[0020]在本专利技术的一个具体实施方式中，所述P3HB4HB中4HB单体为相同摩尔含量，所述的4HB单体摩尔含量8%，所述P3HB4HB的分子量为60万。
[0021]在本专利技术的一个具体实施方式中，所述P3HB4HB中4HB单体为相同摩尔含量，所述的4HB单体摩尔含量10%，所述P3HB4HB的分子量为60万。
[0022]在本专利技术的一个具体实施方式中，所述P3HB4HB中4HB单体为相同摩尔含量，所述的4HB单体摩尔含量15%，所述P3HB4HB的分子量为60万。
[0023]在本专利技术的一个具体实施方式中，所述P3HB4HB中4HB单体为不同摩尔含量，所述的4HB摩尔含量分别为5%、10%，质量比为1：1，所述不同摩尔含量4HB单体的P3HB4HB的分子量均为100万。
[0024]在本专利技术的一个具体实施方式中，所述P3HB4HB中4HB单体为不同摩尔含量，所述的4HB摩尔含量分别为3%、15%，质量比为1：1，所述不同摩尔含量4HB单体的P3HB4HB的分子量均为80万。
[0025]在本专利技术的一个具体实施方式中，所述P3HB4HB中4HB单体为不同摩尔含量，所述的4HB摩尔含量分别为3%、20%，质量比为1：1，所述不同摩尔含量4HB单体的P3HB4HB的分子量均为60万。
[0026]优选的，所述的助剂包括但不限于成核增强剂、抗性助剂和/或环保增塑剂。
[0027]由于成核增强剂、抗性助剂、环保增塑剂的比例协调，使得纯P34HB纤维的强度、耐磨性、抗紫外等效果大大提升。
[0028]优选的，所述的长丝或短纤（或其原料）中，所述的成核增强剂占P3HB4HB质量的
0.01%
‑
3%，优选为0.02%
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长丝或短纤，其特征在于，所述的长丝或短纤由P3HB4HB和助剂制得，所述P3HB4HB中4HB单体的摩尔含量范围为1
‑
80mol%。2.根据权利要求1所述的长丝或短纤，其特征在于，所述P3HB4HB中4HB单体为相同摩尔含量或不同摩尔含量；所述的P3HB4HB的分子量为30
‑
600万。3.根据权利要求1所述的长丝或短纤，其特征在于，所述的长丝包括POY、FDY、DTY、ATY；所述的短纤的长度为10
‑
200mm。4.根据权利要求1所述的长丝或短纤，其特征在于，所述的助剂包括成核增强剂、抗性助剂或环保增塑剂中的一种或两种以上的组合，其中，所述成核增强剂包含纳米氧化锌、纳米硼化钛、纳米碳化钛、纳米微晶纤维素中的一种或两种以上的组合；所述抗性助剂包含蓖麻油酸钙、异辛酸钠、抗氧剂CYANOX 1790、抗氧剂CYANOX 2777、抗氧剂CYANOX XS4、抗氧剂WESTON 619、亚磷酸三壬基苯酯、磷酸三丁酯、2
‑
羟基
‑4‑
十二烷氧基二苯甲酮、2
‑
（2
’‑
羟基
‑5’‑
特辛基）苯基苯并三氮唑、双(1,2,2,6,6
‑
五甲基
‑4‑
哌啶基)癸二酸酯中的一种或两种以上的组合；所述环保增塑剂包含环氧大豆油、异山梨醇、乙酰柠檬酸三丁酯中的一种或两种以上的组合。5.一种长丝或短纤的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：1）将P3HB4HB和/或助剂干燥至水分在50ppm以下，然后混合后通过双螺杆挤出机熔融挤出造粒，获得P3HB4HB长丝或短纤专用粒料；2）将1）中获得的P3HB4HB长丝或短纤专用粒料干燥至水分在50ppm以下，然后通过双螺杆熔融纺丝机进行纺丝，水冷同时拉伸，获得P3HB4HB初生纤维；3）将2）中获得的P3HB4HB初生纤维通过环吹风干燥后上油，获得P3HB4HB丝条。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，1）中所述混合的混合时间为30
‑
60min，转速为8000
‑
16000rpm；所述双螺杆挤出机的料筒温度为150
‑
220℃，螺杆转速为30
...

【专利技术属性】
技术研发人员：许向东，邓铁军，武玉和，章义鑫，韩白，兰宇轩，
申请(专利权)人：北京微构工场生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：