一種可生物降解聚酯/再生聚酯皮芯型纖維及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化學(xué)纖維生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可生物降解聚酯/再生聚酯皮芯型纖維及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]合成纖維的問世及其快速發(fā)展極大地改善了人類的生活，并在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但隨著能源危機(jī)與環(huán)境問題成為全球關(guān)注的主題，合成纖維巨大的生產(chǎn)和消費(fèi)量也對(duì)此帶來了嚴(yán)重影響。一是基于不可再生石油資源的合成纖維，將隨著石油資源的日益緊張而面臨原料的短缺；二是廢舊纖維、制品和衣物進(jìn)入環(huán)境后，由于其很難降解而造成長(zhǎng)期的、深層次的生態(tài)環(huán)境問題。因此，具有環(huán)境友好、原料可再生以及生物降解等優(yōu)良特性的生物基化學(xué)纖維成為當(dāng)前紡織化纖行業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)和熱點(diǎn)。
[0003]在可生物降解高分子材料中，聚己二酸/對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)作為一種新型的完全生物降解的脂肪-芳香族共聚酯，引起了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注與研宄。PBAT是對(duì)苯二甲酸、己二酸和1，4_ 丁二酯的三元共聚酯，結(jié)合了脂肪族聚酯的可生物降解性能和芳香族聚酯良好的力學(xué)性能，可采用熔融紡絲方法制備成PBAT纖維，具有良好的可生物降解性、力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性和拉伸回彈性，手感柔軟，具有十分重要的市場(chǎng)價(jià)值。
[0004]目前，已有PBAT纖維及其與其它聚合物共混制備纖維的相關(guān)報(bào)道，如申請(qǐng)?zhí)枮?01210349313.9的中國發(fā)明專利公開了一種PBAT纖維及其制備方法，通過熔融紡絲法制備了 PBAT纖維；而專利號(hào)為201110102009.X的中國發(fā)明專利報(bào)道了一種含PHBV的可降解纖維及其制備方法，是將PBAT作為含聚乳酸二元混合物中的一種加入組分，用于改善聚羥基丁酸-戊酸酯(PHBV)纖維的性能。因此，關(guān)于PBAT纖維的研宄開發(fā)還不多，其性能還有待提高，尤其是PBAT的成本較高，限制了其功能性纖維品種多元化的開發(fā)和市場(chǎng)應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的是提供一種可生物降解聚酯/再生聚酯皮芯型纖維及其制備方法，該纖維還具有良好的抗靜電功能。
[0006]本發(fā)明可通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種可生物降解聚酯/再生聚酯皮芯型纖維，所述纖維由皮層和芯層構(gòu)成，皮層由聚己二酸/對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)和抗靜電功能材料組成，其中抗靜電功能材料的含量為PBAT的l~4wt% ;芯層為再生聚酯；所述皮層與芯層兩者之間的質(zhì)量比為20~50:50?80。
[0007]所述的抗靜電功能材料為納米銻摻雜氧化錫(ATO)，通過表面改性處理，粒徑為80 ?500nm。
[0008]所述的一種可生物降解聚酯/再生聚酯皮芯型纖維的制備方法，包括以下步驟:
(I)抗靜電功能材料ATO的表面改性處理，具體過程為:將六偏磷酸鈉((NaPO3)6X硅烷偶聯(lián)劑(KH550)和去離子水加入容器中，然后將納米ATO逐漸加入其中，室溫下超聲振蕩同時(shí)攪拌30min ;在150rad/min轉(zhuǎn)速攪拌下，于70°C水浴鍋中恒溫回流4小時(shí)；所得產(chǎn)物經(jīng)抽濾并在85°C真空烘箱中干燥24小時(shí)，完成ATO的表面改性處理；(NaPO3)6和KH550共占納米ATO的2~6wt%，其中(NaPO3) 6和KH550又各占50%比例。
[0009](2)將PBAT切片和再生聚酯切片分別進(jìn)行真空轉(zhuǎn)鼓干燥，其中PBAT切片的干燥溫度為90~110°C，干燥時(shí)間為24~48小時(shí)；再生聚酯切片的干燥溫度為140~160°C，干燥時(shí)間為8~12小時(shí)；兩種切片干燥后的含水率均小于50ppm。
[0010](3)將干燥后的PBAT切片和表面改性處理后的ATO混合后送入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，溫度為230~260°C，得到皮層紡絲熔體；將干燥后的再生聚酯切片送入單螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，溫度為270 ~280°C，得到芯層紡絲熔體。
[0011](4)將皮層和芯層紡絲熔體分別經(jīng)各自計(jì)量泵計(jì)量后，送入復(fù)合紡絲箱體，經(jīng)皮芯型復(fù)合紡絲組件進(jìn)行紡絲；皮層紡絲溫度為240-260°C，芯層紡絲溫度為275-285?。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明獲得的一種可生物降解聚酯/再生聚酯皮芯型纖維，皮層PBAT纖維具有可生物降解性能，而芯層采用可循環(huán)再生的再生聚酯，極大降低了產(chǎn)品成本，是一種經(jīng)濟(jì)且環(huán)保的纖維。
[0013]本發(fā)明采用納米ATO作為抗靜電功能材料，用量少，所制得的皮芯型纖維為淺色并具有良好的抗靜電效果，以及良好的力學(xué)性能和回彈性，手感柔軟，可與棉、毛和其它合成纖維混紡，可廣泛應(yīng)用于家紡、毯類產(chǎn)品等領(lǐng)域。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。應(yīng)當(dāng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0015]實(shí)施例1
對(duì)抗靜電功能材料ATO進(jìn)行表面改性處理，具體過程為:將六偏磷酸鈉((NaPO3)6X硅烷偶聯(lián)劑(KH550)和去離子水加入容器中，然后將納米ATO逐漸加入其中，室溫下超聲振蕩同時(shí)攪拌30min ;在150rad/min轉(zhuǎn)速攪拌下，于70°C水浴鍋中恒溫回流4小時(shí)；所得產(chǎn)物經(jīng)抽濾并在85°C真空烘箱中干燥24小時(shí)，完成ATO的表面改性處理；其中，(NaPO3)6占ATO的 lwt%，KH550 占 ATO 的 lwt%。
[0016]將PBAT切片和再生聚酯切片分別進(jìn)行真空轉(zhuǎn)鼓干燥，其中PBAT切片的干燥溫度為90°C，干燥時(shí)間為48小時(shí)；再生聚酯切片的干燥溫度為140°C，干燥時(shí)間為12小時(shí)；兩種切片干燥后的含水率均小于50ppm。
[0017]所述PBAT切片與再生聚酯切片的質(zhì)量比為20:80。
[0018]將干燥后的PBAT切片和表面改性處理后的ATO混合后送入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，溫度為230°C，得到皮層紡絲熔體；其中表面改性處理后的ATO含量為PBAT的lwt%。
[0019]將干燥后的再生聚酯切片送入單螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，溫度為270°C，得到芯層紡絲熔體。
[0020]將皮層和芯層紡絲熔體分別經(jīng)各自計(jì)量泵計(jì)量后，送入復(fù)合紡絲箱體，經(jīng)皮芯型復(fù)合紡絲組件進(jìn)行紡絲，再經(jīng)側(cè)吹風(fēng)、上油、卷繞等工序得到皮芯型復(fù)合纖維；皮層紡絲溫度為240°C，芯層紡絲溫度為275°C。
[0021]實(shí)施例2
對(duì)抗靜電功能材料ATO進(jìn)行表面改性處理，具體過程為:將六偏磷酸鈉((NaPO3)6X硅烷偶聯(lián)劑(KH550)和去離子水加入容器中，然后將納米ATO逐漸加入其中，室溫下超聲振蕩同時(shí)攪拌30min ;在150rad/min轉(zhuǎn)速攪拌下，于70°C水浴鍋中恒溫回流4小時(shí)；所得產(chǎn)物經(jīng)抽濾并在85°C真空烘箱中干燥24小時(shí)，完成ATO的表面改性處理；其中，(NaPO3)6占ATO的 2wt%，KH550 占 ATO 的 2wt%。
[0022]將PBAT切片和再生聚酯切片分別進(jìn)行真空