一种含PBAT的可降解纤维及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种含PBAT的可降解纤维及其制备方法，由包含以下重量份的组分制成：聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)30-90份，高分子聚合物10-70份；将聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯及高分子聚合物真空干燥至水分含量为100ppm以下，并按比例混合后进行熔融纺丝，并冷却、绕卷成型，得到含PBAT的可降解纤维的预牵伸丝。与现有技术相比，本发明专利技术得到的纤维具有较好的可纺性、较高的力学强度以及持续稳定的柔软手感，具有广泛的应用领域，同时本发明专利技术的制备方法简单，易操作，一般的纺丝设备即可工业生产，而无需进行设备改造，节省成本。

【技术实现步骤摘要】
一种含PBAT的可降解纤维及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
中的可降解纤维及其制备方法，尤其是涉及一种含PBAT的可降解纤维及其制备方法。
技术介绍
在可降解材料中，聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)是对苯二甲酸、己二酸和丁二醇的三元共聚物，易加工，有较强的韧性和良好的生物降解性，在土壤或堆肥的条件下分解为二氧化碳、生物质和水，其他性能类似于低密度聚乙烯。同时PBAT纤维材料具有良好的生物降解性，手感较PLA等纤维材料柔软，具有较好的弹性，耐热性好，比普通材料耐高温，这些优点决定了其具有广阔的应用前景。但是，由于PBAT的合成过程采用无规共聚，使得其不容易结晶，制约了PBAT纤维制备技术的发展以及PBAT作为纤维材料的应用。因此，以PBAT为原料制备一种符合环保和可持续发展要求的可降解纤维，可拓展其应用领域，具有重要的市场意义。中国专利CN101760796A介绍了一种PBT高弹丝的制作方法，通过该方法得到的纤维的强度为30.91-35.52cN/tex，伸长率为30-60％，有极好的伸长弹性回复率和柔软易染色的特点。但其纺丝温度较高，易产生热降解现象。阚瑞俊采用PBAT改变PHBV的结晶形态，PHBV/PBAT共混物相对纯PHBV有更宽的加工窗口，扩宽了其熔融可纺性，但是其共混物的熔喷无纺布的效果并不好，有待进一步的提高(东华大学，硕士论文，2010)。齐中华采用静电纺丝技术制备PHBV/Ecoflex(PBAT)共混体系的超细纤维毡，并分析了Ecoflex的加入对电纺纤维的平均直径和直径分布的影响，但在纺丝前需要配置PHBV/Ecoflex/二氯甲烷溶液，工艺较复杂(合成技术与应用，2008)。针对上述问题，本专利技术采用PBAT与其它高分子材料共混后进行熔融纺丝，其中，用来纺丝的线性聚酯的分子量高，且分布较均匀时，得到的纤维的性能较好，在纺丝过程中加长冷却距离，从而有效的改善了PBAT纺丝过程中不易冷却，容易粘结的问题。同时工艺简单易行，可改善PBAT纤维的性能，有效拓宽PBAT纤维材料的应用领域。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有较好的可纺性、较高的力学强度以及持续稳定的柔软手感的含PBAT的可降解纤维及其制备方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种含PBAT的可降解纤维，由包含以下重量份的组分制成：聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)30-90份高分子聚合物10-70份。所述的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的熔点为110～160℃，热分解温度高于300℃，重均分子量为4～12万，分子量分散度为1.5～3。所述的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的熔点优选为130～150℃，重均分子量优选为8～10万，分子量分散度优选为2～2.5。所述的高分子聚合物选自聚羟基丁酸(PHB)、聚羟基丁酸-戊酸酯(PHBV)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)或聚乳酸(PLA)中的一种或两种。所述的聚羟基丁酸的重均分子量为7～30万，所述的聚羟基丁酸-戊酸酯的重均分子量为10～40万，所述的聚丁二酸丁二醇酯的重均分子量为9～15万，所述的聚乳酸的重均分子量为6～16万。一种含PBAT的可降解纤维的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯及高分子聚合物真空干燥至水分含量为100ppm以下；(2)将干燥后的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯与高分子聚合物按比例混合后进行熔融纺丝，并冷却、绕卷成型，直接得到含PBAT的可降解纤维的预牵伸丝。该方法还可以将干燥后的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯与高分子聚合物按比例混合后，用双螺杆挤出机熔融共混、挤出、造粒，得到共混颗粒；再将共混颗粒真空干燥至水分含量为100ppm以下后进行熔融纺丝，并冷却、绕卷成型，得到含PBAT的可降解纤维的预牵伸丝。所述的真空干燥的时间为24～48小时，真空干燥的温度为70～100℃，所述的熔融纺丝的温度为180～245℃，所述的冷却为采用加长距离冷却，冷却的距离为3～5m，卷绕的速度为500～1500m/min。所述的熔融纺丝采用螺杆型纺丝机。所述的挤出的温度为170～220℃，双螺杆挤出机的螺杆的转速为100～500rpm。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点及有益效果：与普通的PBAT纤维相比，本专利技术得到的纤维具有较好的可纺性、较高的力学强度以及持续稳定的柔软手感，因此可扩展其应用领域，广泛应用在纺织等领域。同时本专利技术的制备方法简单，易操作，一般的纺丝设备即可工业生产，而无需进行设备改造，节省成本。本专利技术中通过添加高分子聚合物提高PBAT纤维的性能，采用加长冷却距离的方式，有效改善纺丝过程中丝条粘结的问题，得到性能良好的纤维材料。附图说明图1为螺杆型纺丝机的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1(1)将聚对苯二甲酸丁二酯-己二酸丁二醇酯(PBAT，重均分子量为10万)、聚羟基丁酸-戊酸酯(PHBV，重均分子量为30万)和聚乳酸(PLA，重均分子量为8万)颗粒进行真空干燥，至水分为100ppm，干燥温度为95℃，干燥时间30h。(2)取干燥后的47份PBAT、45份PLA和8份的PHBV混合后用双螺杆挤出机熔融共混、挤出造粒，制成母粒，挤出温度为180℃，螺杆转速为300rpm。(3)将母粒干燥至水分含量达到100ppm，经如图1所示的螺杆型纺丝机中的料斗1、螺杆2、箱体3、计量泵4的熔融、挤出、过滤、计量处理，从喷丝板5挤出，加长距离6冷却后，经过集束上油装置7和卷绕辊8，得到含PBAT的可降解纤维。其中，纺丝温度190℃，I区/II区/III区/IV区温度分别为180/190/190/190℃，箱体温度为190℃，管道温度为190℃，计量泵温度为190℃，卷绕速度800m/min，冷却距离为3m，制得纤维强度为1.5cN/tex，伸度为69％，手感柔软，在室温下放置一周后，手感仍柔软。实施例2(1)将聚对苯二甲酸丁二酯-己二酸丁二醇酯(PBAT，重均分子量为12万)、聚羟基丁酸-戊酸酯(PHBV，重均分子量为20万)颗粒进行真空干燥，至水分为100ppm，干燥温度为80℃，干燥时间48h。(2)取干燥后的30份PBAT、70份的PHBV混合后经如图1所示的螺杆型纺丝机中的料斗1、螺杆2、箱体3、计量泵4的熔融、挤出、过滤、计量处理，从喷丝板5挤出，加长距离6冷却后，经过集束上油装置7和卷绕辊8，得到含PBAT的可降解纤维。其中，纺丝温度200℃，I区/II区/III区/IV区温度分别为190/200/200/200℃，箱体温度为200℃，管道温度为200℃，计量泵温度为200℃，卷绕速度1200m/min，冷却距离为4m，制得纤维强度为1.1cN/tex，伸度为92％，手感柔软，在室温下放置一周后，手感仍柔软。实施例3(1)将聚对苯二甲酸丁二酯-己二酸丁二酯(PBAT，重均分子量为6万)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS，重均分子量为10万)颗粒进行真空干燥，至水分为100ppm，干燥温度为85℃，干燥时间40h。(2)取干燥后的90份PBAT、10份的PBS混合后经料斗1、螺杆2、箱体3、计量泵4的熔融、挤出、过滤、计量处理，从喷丝板5挤出，加长距本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含PBAT的可降解纤维，其特征在于，由包含以下重量份的组分制成：聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)?????????30?90份高分子聚合物???????????????????????????10?70份。

【技术特征摘要】
1.一种含PBAT的可降解纤维的制备方法，其特征在于，含PBAT的可降解纤维，由包含以下重量份的组分制成：聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯30-90份，高分子聚合物10-70份；该方法包括以下步骤：(1)将聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯及高分子聚合物真空干燥至水分含量为100ppm以下；(2)将干燥后的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯与高分子聚合物按比例混合后进行熔融纺丝，并冷却、绕卷成型，直接得到含PBAT的可降解纤维的预牵伸丝；所述的真空干燥的时间为24～48小时，真空干燥的温度为70～100℃，所述的熔融纺丝的温度为180～245℃，所述的冷却为采用加长距离冷却，冷却的距离为3～5m，卷绕的速度为500～1500m/min；所述的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的熔点为110～160℃，热分解温度高于300℃，重均分子量为4～12万，分子量分散度为1.5～3。2.根据权利要求1所述的一种含PBAT的可降解纤维的制备方法，其特征在于，所述的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的熔点为130～150℃，重均分子量为8～10万，分子量分散度为2～2.5。3.根据权利要求1所述的一种含PBA...

【专利技术属性】
技术研发人员：严莉莉，
申请(专利权)人：合肥杰事杰新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：