本發(fā)明屬于聚乳酸纖維制備，具體涉及一種耐高溫水解的聚乳酸纖維及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、聚乳酸(pla)是以農(nóng)業(yè)作物(玉米、馬鈴薯、甘薯等)為原料，通過生物發(fā)酵技術(shù)得到的乳酸產(chǎn)物經(jīng)過特殊的聚合反應(yīng)合成的高分子材料，其原料來源廣泛，且可再生，突破了傳統(tǒng)塑料、化纖對于石油資源的依賴。聚乳酸材料具有環(huán)保、無毒、親膚、阻燃、防過敏、不回潮和抑菌抗螨等天然的優(yōu)良特性。聚乳酸材料可完全生物降解，最終分解為二氧化碳和水，由此，可解決當前因石油基材料的大量使用所帶來的嚴重的生態(tài)和環(huán)境問題，是最具有發(fā)展前景的綠色材料之一。

2、然而，聚乳酸材料在具有以上的天然特性的同時，也存在熔點低、耐高溫性能差、硬度大，柔軟性不足的缺點。另外，由于pla易水解，特別是在濕熱條件下，導致pla紡織品在加工和使用過程中損傷嚴重。因此，極大地限制了其在纖維、薄膜和塑料等方面的應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種耐高溫水解的聚乳酸纖維及其制備方法，以提高聚乳酸纖維的耐熱性能。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、一種耐高溫水解的聚乳酸纖維，按重量份計，包括以下原料：

4、聚乳酸80-100份、增容劑0.1-1份、抗氧劑0.1-0.5份、改性水滑石3-5份、聚碳化二亞胺0.1-3份；

5、所述改性水滑石通過如下步驟制備：

6、將苯基三甲氧基硅烷和正硅酸乙酯加入無水乙醇和去離子水中攪拌，在氮氣氣氛下，加入冰醋酸，加熱至50-55℃繼續(xù)攪拌，加入水滑石繼續(xù)攪拌反應(yīng)，過濾，洗滌，真空干燥，研磨后得到改性水滑石。

7、進一步地，苯基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、無水乙醇、去離子水、冰醋酸和水滑石的用量比為3-3.2g：0.64-0.65g：45ml：5ml：0.28-0.3g：13-13.5g。

8、進一步地，研磨至粒徑為200-300nm。

9、進一步地，所述聚乳酸的重均分子量為60萬-100萬。

10、進一步地，所述增容劑為馬來酸酐和二苯基甲烷二異氰酸酯中的至少一種。

11、進一步地，所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076和抗氧劑168中的至少一種。

12、本發(fā)明還提供了一種耐高溫水解的聚乳酸纖維的制備方法，包括以下步驟：

13、s1、按重量份計，將聚乳酸、增容劑、抗氧劑、改性水滑石和聚碳化二亞胺進行混合，干燥，擠出造粒，得到母粒；

14、s2、將s1所得母粒真空干燥后，熔融紡絲，卷繞，牽伸，得到耐高溫水解的聚乳酸纖維。

15、進一步地，s2中熔融紡絲溫度為200-250℃，卷繞速度為1300-1500m/min。

16、進一步地，s2中牽伸的一熱輥牽伸溫度為70-110℃，二熱輥牽伸溫度為100-130℃。

17、進一步地，s2中牽伸的牽伸倍率為3-4倍。

18、本發(fā)明的有益效果：

19、本發(fā)明通過將聚乳酸、增容劑、抗氧劑、改性水滑石和聚碳化二亞胺進行混合后，再經(jīng)過熔融紡絲，卷繞，牽伸，得到耐高溫水解的聚乳酸纖維，具有優(yōu)良的抗水解性能、耐熱性能和力學性能。且所提供的耐高溫水解的聚乳酸纖維的制備方法，工藝流程簡單，操作方便，適于廣泛推廣應(yīng)用。

20、本發(fā)明改性水滑石通過苯基三甲氧基硅烷和正硅酸乙酯聚合形成聚氧硅烷后插層在水滑石片層之間制備而得，聚氧硅烷的插層改性使得使水滑石片層間的層間距增加，從而降低了片層間的π-π相互作用力，且聚硅氧烷的引入提高了水滑石片層與聚合物分散介質(zhì)間的界面相容性和分散性能，與聚乳酸混合后，可以大大地提高聚乳酸的結(jié)晶速率和結(jié)晶度，而有效地提高其耐熱性能。同時，改性水滑石因表面有機化，進而提高與聚乳酸之間的粘結(jié)強度，提高聚乳酸纖維的力學性能。

技術(shù)特征：

1.一種耐高溫水解的聚乳酸纖維，其特征在于，按質(zhì)量份計，包括以下原料：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫水解的聚乳酸纖維，其特征在于，苯基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、無水乙醇、去離子水、冰醋酸和水滑石的用量比為3-3.2g：0.64-0.65g：45ml：5ml：0.28-0.3g：13-13.5g。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫水解的聚乳酸纖維，其特征在于，研磨至粒徑為200-300nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫水解的聚乳酸纖維，其特征在于，所述聚乳酸的重均分子量為60萬-100萬。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫水解的聚乳酸纖維，其特征在于，所述增容劑為馬來酸酐和二苯基甲烷二異氰酸酯中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫水解的聚乳酸纖維，其特征在于，所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076和抗氧劑168中的至少一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫水解的聚乳酸纖維的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種耐高溫水解的聚乳酸纖維的制備方法，其特征在于，s2中熔融紡絲溫度為200-250℃，卷繞速度為1300-1500m/min。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種耐高溫水解的聚乳酸纖維的制備方法，其特征在于，s2中牽伸的一熱輥牽伸溫度為70-110℃，二熱輥牽伸溫度為100-130℃。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種耐高溫水解的聚乳酸纖維的制備方法，其特征在于，s2中牽伸的牽伸倍率為3-4倍。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種耐高溫水解的聚乳酸纖維及其制備方法，屬于聚乳酸纖維制備技術(shù)領(lǐng)域，該耐高溫水解的聚乳酸纖維包括以下重量份原料：聚乳酸80?100份、增容劑0.1?1份、抗氧劑0.1?0.5份、改性水滑石3?5份、聚碳化二亞胺0.1?3份。其制備方法包括以下步驟：S1、按重量份計，將聚乳酸、增容劑、抗氧劑、改性水滑石和聚碳化二亞胺進行混合，干燥，擠出造粒，得到母粒；S2、將S1所得母粒真空干燥后，熔融紡絲，卷繞，牽伸，得到耐高溫水解的聚乳酸纖維。本發(fā)明所得耐高溫水解的聚乳酸纖維，具有優(yōu)良的抗水解性能、耐熱性能和力學性能，且制備方法簡單，操作方便，適于廣泛推廣應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：袁夢,馬曉飛,張志成,張麗,袁冰倩
受保護的技術(shù)使用者：安徽元夢生物基材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21