【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种聚乳酸纤维、聚乳酸无纺布及制备方法，属于非织造布。
技术介绍
1、聚乳酸是最重要的生物可降解聚酯之一，具有生物相容性和低毒性能，在绿色塑料、生物医学等领域具有巨大的应用潜力。单体乳酸是一种手性分子，存在两种光学异构体分别为：l-乳酸和d-乳酸。通过改变单体乳酸的光学异构体组成可以合成不同分子链结构的聚乳酸，例如聚l-乳酸（plla）、聚d-乳酸（pdla）、聚l,d-乳酸（pldla）。但是单一的聚l-乳酸（plla）或聚d-乳酸（pdla）结晶后形成的均质结晶聚乳酸（hc-pla）具有低机械性能、低热性能（tm≈170℃）等缺点，限制了其市场应用。
2、传统闪蒸无纺布采用聚乙烯为原料，聚乙烯难以降解处理，存在白色污染问题。而且聚乙烯闪蒸无纺布的使用温度≤130℃，使用时很容易超过其自身熔点温度，导致无纺布熔融变形损坏。
3、中国专利cn111206301b公开了一种生物基可降解聚合物超细纤维的制备方法，使用聚乳酸和聚丁内酰胺共混物制备具有核壳结构的超细纤维，通过加入聚丁内酰胺来解决聚乳酸纤维连续性差、产率低、制备过程不稳定的缺陷，但是这种方法需要引聚丁内酰胺，从而会影响聚乳酸纤维的降解性能。中国专利cn105556014b公开了一种提高柔韧性的聚乳酸混合无纺布及其制造方法，通过调节制造工艺条件，均匀地混合聚乳酸和聚丙烯，进行纺丝及制造无纺布，该专利也是通过聚丙烯和聚乳酸配合使用来实现纺丝及纺布的制备，同样会影响聚乳酸纤维的降解性能。
技术实现思路p>
1、本专利技术针对现有技术存在的不足，提供一种聚乳酸纤维、聚乳酸无纺布及制备方法，采用闪蒸纺丝技术制备了聚乳酸纤维及无纺布，聚乳酸无纺布内具有立构复合聚乳酸（sc-pla）和均质结晶聚乳酸（hc-pla）两种晶体结构，其中立构复合聚乳酸（sc-pla）具有更高的熔点、更高的力学性能和较低的降解速度（即sc-pla能够降解，避免环保污染问题；另外sc-pla的降解速度又相对较低，从而不会影响聚乳酸无纺布的正常使用寿命），解决了常规聚乙烯无纺布无法降解、耐温性能差的问题，同时解决常规聚乳酸纤维生产稳定性差、强度低的问题。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种聚乳酸纤维的制备方法，将plla和pdla加入到溶剂中，在加热、加压、搅拌状态下混合均匀得到纺丝液，纺丝液通过闪蒸喷丝得到聚乳酸纤维；
3、所述plla和pdla加入到溶剂后，经过三段式溶解得到所述纺丝液：
4、一段溶解条件为：温度100-200℃，压力＜5mpa，搅拌速度1-50r/min；
5、二段溶解条件为：温度120-200℃，压力5-15mpa，搅拌速度50-200r/min；
6、三段溶解条件为：温度150-220℃，压力7-20mpa，搅拌速度1-50r/min。
7、进一步的，按照plla和pdla共计100%为原料绝干总重量基准，所述plla在原料绝干总重量中的含量为5-49%或51-95%；
8、所述plla和pdla的总量在纺丝液中的质量浓度为1-40wt%。
9、进一步的，所述一段溶解的时间为5-200min；所述二段溶解的时间为5-150min；所述三段溶解的时间为5-90min；
10、所述二段溶解的压力条件不低于所述一段溶解的压力条件，所述二段溶解的温度条件不低于所述一段溶解的温度条件，所述三段溶解的温度条件不低于所述二段溶解的温度条件。
11、进一步的，所述溶剂为氯仿、二氯甲烷、六氟异丙醇、四氢呋喃、甲苯、丙酮、乙酸乙酯、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的任意一种或几种组合；
12、所述溶剂的温度为30-180℃。
13、进一步的，所述闪蒸喷丝过程为：纺丝液通过闪蒸纺丝设备的喷丝头喷出，喷丝头周围持续通入热氮气，纺丝液中的溶剂迅速蒸发，得到聚乳酸纤维；
14、其中，所述闪蒸喷丝时，所述纺丝液所在的釜内温度为100-220℃，气体加压使釜内压力为5-20mpa，搅拌速度为0-100r/min，所述聚乳酸纤维的直径为0.1-20um，所述聚乳酸纤维内同时含有立构复合聚乳酸（sc-pla）和均质结晶聚乳酸（hc-pla）两种晶体结构。
15、本专利技术还公开了一种聚乳酸纤维，所述聚乳酸纤维为根据本专利技术所述制备方法制得。所述聚乳酸纤维中包括立构复合聚乳酸（sc-pla）和均质结晶聚乳酸（hc-pla）。
16、本专利技术还公开了一种聚乳酸无纺布的制备方法，所述制备方法为：将聚乳酸纤维经过闪蒸喷丝过程水平喷出后，撞击摇振的倾斜挡板，经过倾斜挡板的撞击后，所述聚乳酸纤维向下运动进入摇振的矩形挡板间隙，在所述矩形挡板上边缘带负电荷，所述聚乳酸纤维从所述矩形挡板出来后落到运动的网带表面，去除电荷，得到聚乳酸片材，所述聚乳酸片材经过预热、热轧后得到所述聚乳酸无纺布；
17、所述聚乳酸纤维为根据本专利技术所述制备方法制得的。
18、进一步的，水平喷出的聚乳酸纤维撞击倾斜挡板后改变方向垂直下落，所述倾斜挡板与水平面之间的角度为5-85°，闪蒸喷丝的喷头与倾斜挡板距离为10-100mm，所述倾斜挡板通过摇振器实现振动，摇振器带动倾斜挡板的振幅为10-100mm，振动频率为0.1-500hz；
19、垂直下落的聚乳酸纤维进入一组或多组垂直设置的矩形挡板之间；相邻两组矩形挡板之间距离为10-1500mm，所述矩形挡板通过摇振器实现振动，摇振器带动矩形挡板以0.1-300hz的频率振动；
20、喷头与所述矩形挡板上边缘的距离为0.1-0.5m，所述矩形挡板的高度为0.1-3m；所述矩形挡板的水平宽度为0.5-1.5m，喷头到网带的距离为0.5-6m；所述矩形挡板上边缘施加的电压为1-100kv的负电荷。
21、进一步的，所述预热温度为150-175℃，所述热轧温度为175-225℃；
22、所述聚乳酸无纺布的制备过程中，车速为20-200m/min，线压力10-100n/mm。
23、本专利技术还公开了一种聚乳酸无纺布，所述聚乳酸无纺布为根据本专利技术所述制备方法制得。
24、本专利技术的有益效果是：
25、（1）本专利技术采用三段式溶解工艺：一段溶解为聚合物解缠结阶段，二段溶解为聚合物混合溶解阶段，三段溶解为plla和pdla立构链段自组装阶段，通过控制这些溶解参数，提高了聚乳酸纺丝液的均匀性，解决了闪蒸法纺丝液容易相分离、纺丝液堵塞喷头等问题，提高了生产稳定性，同时提高pdla和plla立构链段自组装过程效率。
26、（2）pla骨架链中手性碳的存在导致了其具有两个光学对映体，即plla和pdla。plla/pdla共混物导致具有更密集的链堆积和更强的链间相互作用的立构结晶（sc）形成。立构复合聚乳酸（sc-pla）的化学和物理性质明显超过其本体均质结晶聚乳本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚乳酸纤维的制备方法，其特征在于，将PLLA和PDLA加入到溶剂中，在加热、加压、搅拌状态下混合均匀得到纺丝液，纺丝液通过闪蒸喷丝得到聚乳酸纤维；
2.根据权利要求1所述一种聚乳酸纤维的制备方法，其特征在于，按照PLLA和PDLA共计100%为原料绝干总重量基准，所述PLLA在原料绝干总重量中的含量为5-49%或51-95%；
3.根据权利要求1所述一种聚乳酸纤维的制备方法，其特征在于，所述一段溶解的时间为5-200min；所述二段溶解的时间为5-150min；所述三段溶解的时间为5-90min；
4.根据权利要求1所述一种聚乳酸纤维的制备方法，其特征在于，所述溶剂为氯仿、二氯甲烷、六氟异丙醇、四氢呋喃、甲苯、丙酮、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的任意一种或几种组合；
5.根据权利要求1所述一种聚乳酸纤维的制备方法，其特征在于，所述闪蒸喷丝过程为：纺丝液通过闪蒸纺丝设备的喷丝头喷出，喷丝头周围持续通入热氮气，纺丝液中的溶剂迅速蒸发，得到聚乳酸纤维；
6.一种聚
7.一种聚乳酸无纺布的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将聚乳酸纤维经过闪蒸喷丝过程水平喷出后，撞击摇振的倾斜挡板，经过倾斜挡板的撞击后，所述聚乳酸纤维向下运动进入摇振的矩形挡板间隙，在所述矩形挡板上边缘带负电荷，所述聚乳酸纤维从所述矩形挡板出来后落到运动的网带表面，去除电荷，得到聚乳酸片材，所述聚乳酸片材经过预热、热轧后得到所述聚乳酸无纺布；
8.根据权利要求7所述一种聚乳酸无纺布的制备方法，其特征在于，水平喷出的聚乳酸纤维撞击倾斜挡板后改变方向垂直下落，所述倾斜挡板与水平面之间的角度为5-85°，闪蒸喷丝的喷头与倾斜挡板距离为10-100mm，所述倾斜挡板通过摇振器实现振动，摇振器带动倾斜挡板的振幅为10-100mm，振动频率为0.1-500Hz；
9.根据权利要求7所述一种聚乳酸无纺布的制备方法，其特征在于，所述预热温度为150-175℃，所述热轧温度为175-225℃；
10.一种聚乳酸无纺布，其特征在于，按照权利要求7-9任意一项所述制备方法制得。
...【技术特征摘要】
1.一种聚乳酸纤维的制备方法，其特征在于，将plla和pdla加入到溶剂中，在加热、加压、搅拌状态下混合均匀得到纺丝液，纺丝液通过闪蒸喷丝得到聚乳酸纤维；
2.根据权利要求1所述一种聚乳酸纤维的制备方法，其特征在于，按照plla和pdla共计100%为原料绝干总重量基准，所述plla在原料绝干总重量中的含量为5-49%或51-95%；
3.根据权利要求1所述一种聚乳酸纤维的制备方法，其特征在于，所述一段溶解的时间为5-200min；所述二段溶解的时间为5-150min；所述三段溶解的时间为5-90min；
4.根据权利要求1所述一种聚乳酸纤维的制备方法，其特征在于，所述溶剂为氯仿、二氯甲烷、六氟异丙醇、四氢呋喃、甲苯、丙酮、乙酸乙酯、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的任意一种或几种组合；
5.根据权利要求1所述一种聚乳酸纤维的制备方法，其特征在于，所述闪蒸喷丝过程为：纺丝液通过闪蒸纺丝设备的喷丝头喷出，喷丝头周围持续通入热氮气，纺丝液中的溶剂迅速蒸发，得到聚乳酸纤维；
6.一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙静，张峻华，刘萍，李明涛，王裕成，李东，
申请(专利权)人：烟台民士达特种纸业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。