本发明专利技术公开了一种新型高抗水解性、高耐摩擦性聚乳酸纤维，它是在聚乳酸成分中，混合有五元杂环化合物成分、磷系列的无机盐以及脂肪酸二酰胺和／或烷基取代型脂肪酸单酰胺成分，经熔融纺丝延伸制成。本发明专利技术制备得到的聚乳酸抗水解纤维具有很好的抗水解性，经热水处理后能获得较高的强度保持率，可以提高聚乳酸纤维在高温、加压下染色的性能，并且耐磨性得到改善，提高聚乳酸纤维的织造性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种聚乳酸纤维。
技术介绍
近年来，随着人们生活水平的提高以及环保意识的增强，人们对天然可生物降解纤维的研究越来越重视，世界各国竞相研究和开发新的绿色环保纤维，其中于九十年代末刚刚实现工业化开发的聚乳酸纤维(PLA纤维)最引人注目，它可以从谷物中取得，其制品废弃后在土壤中经微生物作用可分解为二氧化碳和水，而且燃烧时不会散发毒气，不会造成污染。 但是，纯聚乳酸纤维的抗水解性能较差，在织物的染色过程中，经加压高温处理，其织物的强度会下降，影响了聚乳酸纤维的广泛应用。 由于PLA中含有大量的羧基，导致水解时羧基的增多，纤维的强度大幅度下降。所以采用封末端基的方法，将PLA纤维中羧基的含量大幅度下降，达到提高抗水解性能。根据日本专利特许第3122485号和特许第3393752号专利中记载的加入碳化二亚胺抗水解剂可以提高抗水解性，但是碳化二亚胺本身是有毒性的，特别分解后产生的异氰酸酯气体是致癌的，对人体是有害的，所以大规模的生产是不可以的。本专利使用具有恶唑基团的抗氧剂替代碳化二亚胺，同时又能很好的达到封羧基的效果，纤维水解后强度不会大幅度下降。 同时聚乳酸属于天然可降解性纤维，耐磨性比较差，织造时较困难。日本东丽株式会社在中国申请的专利(申请号为03820140.2)中报道，该技术是在聚乳酸纤维中添加相对于纤维整体0.1-5％重量的脂肪酸二酰胺和/或烷基取代型脂肪酸单酰胺，加入后可以提高聚乳酸的耐摩擦性，但是对聚乳酸的耐加水性不能提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗水解性能好、耐磨性能优越的高抗水解性、高耐摩擦性聚乳酸纤维。 本专利技术的技术解决方案是 一种高抗水解性、高耐摩擦性聚乳酸纤维，包括聚乳酸成分，其特征是在聚乳酸成分中，混合有五元杂环化合物成分、磷系列的无机盐及脂肪酸二酰胺和/或烷基取代型脂肪酸单酰胺成分，其中五元杂环化合物为聚乳酸重量成分的0.5～5％，磷系列的无机盐化合物为聚乳酸重量成分的50ppm-1500ppm，脂肪酸二酰胺和/或烷基取代型脂肪酸单酰胺成分占聚乳酸重量成分的0.1-5％；所述五元杂环化合物为同时含有C、N、O及—C＝N双键的恶唑类化合物。 所述恶唑类化合物优选双恶唑啉化合物，其结构通式为 其中D为脂肪族或苯环族。 上述的双恶唑啉化合物可以是2，2’-邻亚苯基双(2-恶唑啉)、2，2’-间亚苯基双(2-恶唑啉)、2，2’-对亚苯基双(2-恶唑啉)、2，2’-对亚苯基双(4-甲基-2-恶唑啉)、2，2’-间亚苯基双(4-甲基-2-恶唑啉)、2，2’-对亚苯基双(4，4’-二甲基-2-恶唑啉)、2，2’-间亚苯基双(4，4’-二甲基-2-恶唑啉)、2，2’-乙撑双(2-恶唑啉)、2，2’-亚辛基双(2-恶唑啉)、2，2’-乙撑双(4-甲基-2-恶唑啉)或2，2’-二亚苯基双(2-恶唑啉)或2，2’-双恶唑啉中的一种或几种。添加含恶唑基的抗水解剂0.5-5％，可以使聚乳酸纤维的羧基得到大幅的降低，达到1-20eq/t。但是含恶唑基的抗水解剂是具有碱性，在湿热条件下，会使环境处理液的酸碱性变为碱性，促使聚乳酸的水解。针对这个问题，在聚乳酸中同时加入50-1500ppm磷酸盐类化合物，作为缓冲溶剂，抑制了处理液的碱性，使酸碱性达到平衡，在湿热条件下120度30分钟处理后聚乳酸的强度能够保持到50-90％。 磷系列无机盐的通式为MAHBPO4，其中A＝1或2，B＝1或2，M为碱金属或碱土金属元素，可以是NaH2PO4，Na2HPO4，KH2PO4，K2HPO4，MgHPO4，BaHPO4中的一种或几种。 脂肪酸二酰胺和/或烷基取代型脂肪酸单酰胺成分可以是EBS(乙撑双硬酯酰胺，EBL(乙撑双月桂胺)，EBO(乙撑双油酸酰胺)。 聚乳酸纤维具有表面摩擦系数高、耐磨性差的缺点，例如根据JIS L0849规定的摩擦牢度，服装面料一般要求为3级以上，但现在的聚乳酸纤维却只有1级的低水平，影响了聚乳酸纤维的广泛应用。 在聚乳酸纤维中加入脂肪酸二酰胺和/或烷基取代型脂肪酸单酰胺成分可以提高。脂肪酸二酰胺和/或烷基取代型脂肪酸单酰胺成分占聚乳酸重量的0.1％～5％，可以聚乳酸纤维的耐摩擦性得到提高，在织物的评价中，染色后通过摩擦染色坚牢度的评价，织物的摩擦坚牢度达到4-5级。上述的织物的摩擦坚牢度评价方法，采用JIS L 0849(摩擦染色坚牢度试验方法)中A-I法。 本专利技术高抗水解性及高耐摩擦性聚乳酸纤维的制备方法是将恶唑基抗水解剂和磷酸盐化合物以及脂肪酸二酰胺和/或烷基取代型脂肪酸单酰胺通过挤出机制成母粒切片，聚乳酸切片和母粒切片共混后通过熔融高速纺丝设备制得。 下面结合实施例对本专利技术作进一步说明 具体实施例方式 以下实施例中抗水解的评价方法首先测量处理前的原丝的强度(S1)高温高压下热水120度处理30分钟后测量原丝的强度(S2)，强度保持率＝S2/S1 耐磨性的评价方法采用JIS L 0849(摩擦染色坚牢度试验方法)中A-I法。 纺丝性评价方法是 ○24小时无断丝，压力正常△ 24小时断丝5回-8回以上压力不稳定× 24小时断丝10回以上压力上升快 实施例1 原料A 聚乳酸切片Mn＝10万熔点是170度 B 双恶唑啉化合物2，2’-间亚苯基双(2-恶唑啉) C 磷酸盐化合物磷酸二氢钠 D 脂肪酸二酰胺和/或烷基取代型脂肪酸单酰胺EBS(乙撑双硬酯酰胺) 将原料A、B、C、D通过共混制得聚乳酸母粒，将所得聚乳酸母粒和聚乳酸切片混合后通过高速熔融纺丝设备，纺丝温度在220-230度，吐出量25-30g/min，使用喷丝孔的孔数为24孔，纺丝2500-3000m/min制得预延伸丝，再通过延伸设备在1.2-1.5倍的延伸倍率下延伸后制得聚乳酸纤维。上述原料用量双恶唑啉化合物用量为聚乳酸纤维重量的0.6％，磷酸盐化合物用量为聚乳酸纤维重量的100ppm，脂肪酸二酰胺和/或烷基取代型脂肪酸单酰胺用量为聚乳酸纤维重量的1％。 制得的聚乳酸纤维强度为3.2-3.8cn/dtex。聚乳酸原丝通过热水处理后强度保持率达到50％以上，耐磨性达到4级以上。 实施例2 原料C磷酸盐化合物磷酸二氢钾其他同实施例1 将原料A、B、C、D通过共混制得聚乳酸母粒，将所得聚乳酸母粒和聚乳酸切片混合后通过高速熔融纺丝设备，纺丝温度在220-230度，吐出量25-30g/min，使用喷丝孔的孔数为24孔，纺丝2500-3000m/min制得预延伸丝，再通过延伸设备在1.2-1.5倍的延伸倍率下延伸后制得聚乳酸纤维。 上述原料用量双恶唑啉化合物用量为聚乳酸纤维重量的1.0％，磷酸盐化合物用量为聚乳酸纤维重量的100ppm，脂肪酸二酰胺和/或烷基取代型脂肪酸单酰胺用量为聚乳酸纤维重量的1％。 制得的聚乳酸纤维强度为3.2-3.8cn/dtex。聚乳酸原丝通过热水处理后强度保持率达到55％以上，耐磨性达到4级以上。 实施例3 原料C磷酸盐化合物磷酸氢二钠其他同实施例1 将原料A、B、C、D通过共混制得聚乳酸母粒，将所得聚乳酸母粒和聚乳酸切片混合后通过高速熔融纺丝设备，纺丝温度在220-230度，吐出量25-30g/min，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高抗水解性、高耐摩擦性聚乳酸纤维，包括聚乳酸成分，其特征是：在聚乳酸成分中，混合有五元杂环化合物成分、磷系列的无机盐及脂肪酸二酰胺和／或烷基取代型脂肪酸单酰胺成分，其中五元杂环化合物为聚乳酸重量成分的０．５～５％，磷系列的无机盐化合物为聚乳酸重量成分的５０ｐｐｍ－１５００ｐｐｍ，脂肪酸二酰胺和／或烷基取代型脂肪酸单酰胺成分占聚乳酸重量成分的０．１－５％；所述五元杂环化合物为同时含有Ｃ、Ｎ、Ｏ及－Ｃ＝Ｎ双键的恶唑类化合物。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：戴家欣，范志恒，佐藤正幸，
申请(专利权)人：东丽纤维研究所中国有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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