一种可降解纤维及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于纤维制造技术领域，提供了一种可降解纤维及其制备方法和应用，本发明专利技术主要利用特定含量的聚羟基脂肪酸酯和聚酰胺制得可降解纤维，并采用较低含水率的聚羟基脂肪酸酯，本发明专利技术提供的可降解纤维的强度可高达4.92cN/dtex，伸长率可达54.2％，可纺性好，而且具有良好的可降解性能，13个月的降解率可高达85％，本发明专利技术直接利用特定含量的聚羟基脂肪酸酯和聚酰胺通过共混制得可降解纤维，制备方法简便易操作，步骤少，所制得的纤维具有良好的可纺性和可降解性，可用于制备可降解材料、纺织材料等。纺织材料等。纺织材料等。

【技术实现步骤摘要】
一种可降解纤维及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及纤维制造
，更具体地，涉及一种可降解纤维及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚酰胺纤维(锦纶)与涤纶纤维一样，是化纤的重要一员，由于聚酰胺纤维具有高强度、高弹性和吸湿的特性，广泛用于纺织服装行业。但是聚酰胺纤维是髙结晶、高取向的线性高分子材料，在通常情况下难以生物降解。为了赋予聚酰胺纤维生物可降解性能，可以在所应用的产品上打上绿色标签，作为可再生产品在循环经济中体现出其经济价值，现有技术作出了诸多尝试，例如中国专利CN109749079A公开了一种采用封端的二元酸聚酰胺6(PA6)预聚体与生物基二元醇进行酯交换，再与生物聚酯发生共聚反应，先后进行了两步化学反应，最终制得可降解聚酰胺酯，进一步用于纺丝，得到单丝纤度为0.5
‑
20dtex，强度为1.0
‑
2.5cN/dtex的可降解聚酰胺酯纤维，在土壤里掩埋6个月后质量损失率为65
‑
95％。但是，该方法需要先制得聚酰胺的二元醇预聚物，然后与生物聚酯共聚，再通过铸带切粒并萃取其中的水溶性低分子物才可用来纺丝，方法繁琐，步骤多，并且所制得的纤维单丝强度低于2.5cN/dtex，难以满足织造和染整的需要。
[0003]因此，亟需开发一种兼具良好的降解性能和高强度的聚酰胺纤维。

技术实现思路

[0004]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可降解纤维及其制备方法和应用，本专利技术提供的可降解纤维的降解性能好、强度高，13个月的降解率可高达85％，强度可高达4.92cN/dtex，伸长率可达54.2％，可纺性良好。
[0005]本专利技术的第一方面提供一种可降解纤维。
[0006]具体地，一种可降解纤维，制备所述可降解纤维的原料组分包括：聚羟基脂肪酸酯和聚酰胺；所述聚羟基脂肪酸酯和聚酰胺的质量比为(10
‑
40)：(60
‑
90)；所述聚羟基脂肪酸酯的含水率为0
‑
100ppm。
[0007]本专利技术主要利用特定配比的聚羟基脂肪酸酯(PHA)和聚酰胺(PA)制得可降解纤维，一方面，PHA本身具有可降解性能，PHA不仅可以破坏PA的高结晶，增加无定型结构，更有利于水分子的渗入，另一方面，PHA自身是一种可完全生物降解材料，在适当的水分、温度的自然环境中，还会促进微生物的繁殖，从而加快对PHA及PA的降解，综合以上两方面的作用，使得原本难以降解的PA在与PHA共同制成纤维后，能够获得良好的降解性能；本专利技术采用了较低含水率的聚羟基脂肪酸酯，由于聚羟基脂肪酸酯含有酯键(
‑
COO
‑
)加工过程若含水率高，则酯键容易水解，纤维强度下降，而且纺丝期间的烟雾过多，本专利技术主要利用含水率低的聚羟基脂肪酸酯和聚酰胺以特定配比共混制得可降解纤维，不仅具有良好的可降解性能，而且强度高。
[0008]优选地，所述聚羟基脂肪酸酯和聚酰胺的质量比为(10
‑
38)：(62
‑
90)。
[0009]更优选地，所述聚羟基脂肪酸酯和聚酰胺的质量比为(10
‑
30)：(70
‑
90)。
[0010]优选地，所述聚羟基脂肪酸酯的含水率为0
‑
40ppm。
[0011]优选地，所述聚羟基脂肪酸酯为聚(3
‑
羟基丁酸酯
‑
co
‑3‑
羟基戊酸酯)(PHBV)、3
‑
羟基丁酸
‑
3羟基己酸共聚酯(PHBHHX)、聚
‑3‑
羟基丁酸酯
‑4‑
羟基丁酸酯(P34HB)中的一种或几种。
[0012]优选地，所述聚酰胺为聚酰胺6(PA6)、聚酰胺66(PA66)、聚酰胺11(PA11)、聚酰胺12(PA12)中的一种或几种。
[0013]本专利技术的第二方面提供一种可降解纤维的制备方法。
[0014]一种可降解纤维的制备方法，包括如下步骤：
[0015](1)将聚羟基脂肪酸酯进行干燥，制得干燥后的聚羟基脂肪酸酯；
[0016](2)按照配比取步骤(1)干燥后的聚羟基脂肪酸酯和聚酰胺混合，挤出，纺丝，制得所述可降解纤维。
[0017]优选地，步骤(2)中，所述挤出的温度为230
‑
290℃。
[0018]优选地，步骤(2)中，所述纺丝的温度为240
‑
290℃。
[0019]优选地，所述干燥的温度为85
‑
125℃，时间为4
‑
12小时。
[0020]更优选地，所述干燥的温度为105
‑
120℃，时间为8
‑
10小时。
[0021]优选地，所述干燥为真空干燥和/或绝干氮气干燥。
[0022]优选地，所述真空干燥时控制真空度为40
‑
100Pa。
[0023]优选地，所述绝干氮气干燥时露点为
‑
60
‑
40℃。
[0024]优选地，所述聚羟基脂肪酸酯和聚酰胺混合在双组分注射器内进行。
[0025]优选地，所述纺丝的步骤为经纺丝箱体内熔体计量泵加压计量，由组件过滤均化后从喷丝板射出，熔体细流在侧吹风窗内固化、集束成丝条，丝条上油后经第一热辊(GR1)及第二热辊(GR2)拉伸及定型，最后经导丝器进入高速卷绕机，以交叉角为7
‑
17
°
卷绕成丝饼。
[0026]优选地，所述侧吹风的风速为0.2
‑
0.8m/s，风温为18
‑
28℃，相对湿度为70
‑
95％。
[0027]优选地，所述丝条上油的上油率为0.2
‑
1％。
[0028]优选地，所述拉伸的倍数为2
‑
5倍。
[0029]优选地，所述定型的温度为120
‑
160℃。
[0030]优选地，所述卷绕的速度为2500
‑
4500m/s。
[0031]本专利技术的第三方面提供一种可降解纤维的应用。
[0032]一种可降解纤维在制备纺织材料或可降解材料中的应用。
[0033]相对于现有技术，本专利技术的有益效果如下：
[0034](1)本专利技术主要利用特定比例的聚羟基脂肪酸酯和聚酰胺制得可降解纤维，并采用较低含水率的聚羟基脂肪酸酯，本专利技术提供的可降解纤维不仅具有强度高、伸长率高的特点，强度可高达4.92cN/dtex，伸长率可达54.2％，可纺性好，而且具有良好的可降解性能，13个月的降解率可高达85％；
[0035](2)本专利技术直接利用特定含量的聚羟基脂肪酸酯和聚酰胺通过共混制得可降解纤维，制备方法简便本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可降解纤维，其特征在于，制备所述可降解纤维的原料组分包括：聚羟基脂肪酸酯和聚酰胺；所述聚羟基脂肪酸酯和聚酰胺的质量比为(10
‑
40)：(60
‑
90)；所述聚羟基脂肪酸酯的含水率为0
‑
100ppm。2.根据权利要求1所述的可降解纤维，其特征在于，所述聚羟基脂肪酸酯和聚酰胺的质量比为(10
‑
38)：(62
‑
90)。3.根据权利要求1所述的可降解纤维，其特征在于，所述聚羟基脂肪酸酯和聚酰胺的质量比为(10
‑
30)：(70
‑
90)。4.根据权利要求1所述的可降解纤维，其特征在于，所述聚羟基脂肪酸酯的含水率为0
‑
40ppm。5.根据权利要求1所述的可降解纤维，其特征在于，所述聚羟基脂肪酸酯为聚(3
‑
羟基丁酸酯
‑
co
‑3‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭敏，梁铁贤，宋明，陈欣，李细林，林华纲，温德华，
申请(专利权)人：广东新会美达锦纶股份有限公司，
类型：发明
国别省市：