一种聚乳酸抗菌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抗菌纤维及其制备方法，属于纺织复合材料领域。所述聚乳酸抗菌纤维，其特征在于，其质量分数组成为：聚乳酸82～98wt％，百里酚2～18wt％，各组分之和为100％。该方法所得的聚乳酸抗菌纤维的纤度为400～600D/24F，纤维断裂强度为5～10N/dtex，断裂伸长率为200～400％，抗菌率为80.0％～99.9％。本发明专利技术还提供了上述抗菌纤维的制备方法，该方法包括将百里酚和聚乳酸在150

【技术实现步骤摘要】
一种聚乳酸抗菌纤维及其制备方法


[0001]本专利技术涉及纺织复合材料领域，具体涉及一种聚乳酸抗菌纤维及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着经济水平的不断提高，人们更加注重周围环境和自身的健康，而生物可降解材料由于其具有优良的生物相容性和生物可降解性而引起人们的重视，同时生物可降解高分子材料的研究也日趋活跃。
[0003]聚乳酸纤维即纤维在化学结构上属脂肪族聚酯，是一种崭新的纺织纤维，聚乳酸纤维是以玉米、小麦等淀粉原料经发酵、聚合、抽丝而制成，其性能优越，采用聚乳酸纤维制成的织物穿着舒适、弹性、悬垂性、吸湿性和耐热性都很好，被誉为世纪的绿色纤维。
[0004]但现有的聚乳酸纤维通常都不具备抗菌效果，为了使聚乳酸纤维具备抗菌效果通常需要对聚乳酸纤维进行改性，在聚乳酸纤维中或表面上添加抗菌剂。现有的抗菌纤维纺丝方法主要有共混纺丝、复合纺丝和后整理法。复合纺丝法织造工艺较复杂、生产成本偏高，后整理法其耐摩擦和耐洗涤性能较差，抗菌效果持久性一般。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种聚乳酸抗菌纤维的制备方法，通过选用百里酚作为抗菌剂、聚乳酸作为基体树脂，采用熔融共混纺丝的方法，得到不仅在使用过程中具有较强且更持久抗菌性，使用完成后还能生物降解的抗菌纤维。
[0006]本专利技术的另一目的是提供一种由上述方法制备的聚乳酸抗菌纤维。
[0007]为此，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一种聚乳酸抗菌纤维的制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)干燥称量：将聚乳酸颗粒和百里酚粉体置于鼓风干燥箱中，干燥12～48h，按比例称取聚乳酸颗粒和百里酚粉体；
[0010](2)混合挤出：将称取好的聚乳酸颗粒与抗菌剂分别加入螺杆挤出机中熔融共混，经水浴冷却后固化成丝条；
[0011](3)造粒：将固化后的丝条喂入造粒机，切成母粒，并将母粒置于鼓风干燥箱中干燥12～24h；
[0012](4)纺丝：将干燥好的母粒喂入单螺杆挤出机中，经过螺杆高温挤出形成均匀的熔体，将计量后的熔体输送到纺丝组件，从喷丝头喷出后经一定高度的空气浴，经牵伸卷绕，获得拉伸变形的聚乳酸抗菌纤维。
[0013]其中，步骤(1)中所述聚乳酸和百里酚的质量分数分别为82～98wt％的2～18wt％，二者质量分数之和为100％。
[0014]步骤(2)中所述螺杆挤出机为双螺杆挤出机，步骤(4)中所述螺杆挤出机为单螺杆挤出机。
[0015]优选的是，步骤(4)中所述螺杆挤出机有六个温控区，各温控区及对应温度分别
为：一区70～100℃，二区100～150℃，三区150～190℃，四区150～190℃，计量区温度150～190℃，喷丝头温度为150～190℃。
[0016]优选的是，步骤(2)中所述水浴为3～5m，步骤(4)中所述空气浴高度为0.5～1m；
[0017]优选的是，步骤(4)中牵伸的倍数为1.5～4倍。
[0018]由上述制备方法制备的聚乳酸抗菌纤维的纤度为400～600D/24F，断裂强度为5～10N/dtex，断裂伸长率为200～400％，抑菌率为80.0％～99.9％。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0020]1.采用共混纺丝法结合制备出的聚乳酸抗菌纤维，不仅纤维表面包覆有大量的抗菌剂，纤维内部也具有分布均匀的抗菌组分，在使用过程中，纤维内部的抗菌剂可缓慢向外渗透来达到长效、持久、稳定的抗菌效果。
[0021]2.本专利技术对抗菌剂的含量进行了限定，在能够保证纤维的制成和抗菌效果的基础上，同时兼顾纤维的制成率及制备成本。
[0022]3.本专利技术的制备方法，在纺丝过程中不需要额外的涂覆设备，工艺简单，可重复性高，应用前景广阔。
[0023]4.本专利技术制备的聚乳酸抗菌纤维在土埋降解6周后便出现了明显的降解行为，且加入百里酚的聚乳酸抗菌纤维的降解性优于纯聚乳酸纤维的降解性，为聚乳酸纤维的降解研究提供了参考。
[0024]5.本专利技术制备的聚乳酸抗菌纤维断裂伸长率明显优于纯聚乳酸纤维的断裂伸长率，解决了聚乳酸纤维脆性较大的问题。
附图说明
[0025]图1是本专利技术实施例1所得聚乳酸抗菌纤维外表面的电镜图；
[0026]图2是本专利技术实施例1所得聚乳酸抗菌纤维外截面的电镜图；
[0027]图3是本专利技术实施例1所得聚乳酸抗菌纤维的实物照片。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和具体实施例对本专利技术的聚乳酸抗菌纤维及其制备方法进行详细说明，具体实施例仅用于进一步详细说明本专利技术，不限制本申请权利要求的保护范围。
[0029]实施例1
[0030]一种聚乳酸抗菌纤维，其制备方法包括以下步骤：
[0031](1)干燥称量：聚乳酸颗粒和百里酚粉体置于鼓风干燥箱中按温度梯度干燥48h，按质量称取聚乳酸颗粒和百里酚粉体，其中质量分数组成为：聚乳酸95wt％，百里酚5wt％；
[0032](2)混合挤出：将称取好的聚乳酸与百里酚分别喂入双螺杆挤出机中熔融共混，双螺杆挤出机有九个温区，各温控区及对应温度为：一区80℃，二区120℃，三区170℃，四区190℃，五区205℃，六区215℃，七区215℃，八区220℃，喷丝头温度为220℃，经5m水浴冷却后固化成丝条；
[0033](3)造粒：将固化后的丝条喂入造粒机，切成母粒，并将母粒置于鼓风干燥箱中按温度梯度干燥24h；
[0034](4)纺丝：将干燥好的母粒喂入单螺杆挤出机中，各温控区及对应温度为：一区80
℃，二区130℃，三区170℃，四区185℃，计量区温度185℃，喷丝头温度为185℃，从喷丝头喷出后经0.9m的空气浴，经一对70℃的热牵伸棍牵伸，牵伸倍数为3倍，第一个热牵伸辊的牵伸速率为35m/min，第二个热牵伸辊的牵伸速率为105m/min，再以105m/min的卷绕速度进行卷绕，获得拉伸变形的聚乳酸抗菌纤维。其表面和截面表观形貌如图1和图2所示，可以看到抗菌剂均匀的分布在纤维的表面和截面，可以实现长久且持续的抗菌性能释放。图3为聚乳酸抗菌纤维的成品图，可见纤维粗细均匀，光泽柔和。
[0035]实施例2
[0036]一种聚乳酸抗菌纤维的制备方法，包括以下步骤：
[0037](1)干燥称量：聚乳酸颗粒和百里酚粉体置于鼓风干燥箱中按温度梯度干燥48h，按质量称取聚乳酸颗粒和百里酚粉体，其中质量分数组成为：聚乳酸90wt％，百里酚10wt％；
[0038](2)混合挤出：将称取好的聚乳酸与百里酚分别喂入双螺杆挤出机中熔融共混，双螺杆挤出机有九个温区，各温控区及对应温度为：一区80℃，二区120℃，三区170℃，四区190℃，五区200℃，六区210℃，七区210℃，八区215℃，喷丝头温度为215℃，经5m水浴冷却后固化成丝条；
[0039](3)造粒：将固化后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚乳酸抗菌纤维的制备方法，包括以下步骤：(1)干燥称量：将聚乳酸颗粒和百里酚粉体置于鼓风干燥箱中，干燥12～48h，按比例称取聚乳酸颗粒和百里酚粉体；(2)混合挤出：将称取好的聚乳酸颗粒与百里酚粉体分别加入螺杆挤出机中熔融共混，经水浴冷却后固化成丝条；(3)造粒：将固化后的丝条喂入造粒机，切成母粒，并将母粒置于鼓风干燥箱中按温度梯度干燥12～24h；(4)纺丝：将干燥好的母粒喂入单螺杆挤出机中，经过螺杆高温挤出形成均匀的熔体，将计量后的熔体输送到纺丝组件，从喷丝头喷出后经一定高度的空气浴，经牵伸卷绕，获得拉伸变形的聚乳酸抗菌纤维。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述聚乳酸和百里酚的质量分数分别为82～98wt％的2～18wt％，二者质量分数之和为100％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述螺杆挤出机为双螺杆挤出机，步骤(4)中所述螺杆挤出机为单螺杆挤出机。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，各温控区及对应温度为：一区8...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈凯凯，陈欢欢，肖长发，陈旭，王纯，冀大伟，薛昊龙，闫静静，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：