纤维、擦拭物和方法_2

文档序号:9816045阅读:来源:国知局
相比于由不含此类减缩添加剂的相同脂族聚醋和环氧化脂肪酸醋组合的纤维制成的幅材, 收缩率的降低幅度大于5%。 巧036]脂族聚醋
[0037] 可用于本公开的实施例的脂族聚醋包括聚(径基链烧酸醋)的均聚物和共聚物,W 及衍生自一种或多种多元醇与一种或多种多元簇酸的反应产物、并且通常由一种或多种链 烧二醇与一种或多种链烧二簇酸(或酷基衍生物)的反应产物形成的那些脂族聚醋的均聚 物和共聚物。脂族聚醋还可W衍生自多官能多元醇,例如甘油、山梨醇、季戊四醇W及它们 的组合,W形成支链、星形和接枝的均聚物及共聚物。
[0038] 示例性脂族聚醋为聚(乳酸)、聚(乙醇酸)、聚(乳酸-共-乙醇酸)、聚下二酸下二醇 醋、聚己二酸乙二醇醋、聚径基下酸醋、聚径基戊酸醋、它们的共混物和共聚物。一类特别有 用的脂族聚醋是由径基酸或其衍生物的缩合或开环聚合衍生的聚(径基链烧酸醋)。合适的 聚径基链烧酸醋可W由式(I)表示:
[0039] H(0-R-C(0)-)n0H
[0040] (I)
[0041] 其中:R为亚烷基部分,其可W是直链或支链的,具有1至20个碳原子,优选具有1至 12个碳原子,更优选地具有1至6个碳原子;并且η为使得醋为聚合物的数值并且优选为运样 的数值,其使得脂族聚醋的分子量为至少8000道尔顿(Da)。
[0042] 在式(I)中,R还可包含一个或多个链中(即位于链中)酸氧原子。即,R可任选地被 链中(结合到碳链中的碳原子)氧原子取代。一般来讲,径基酸的R基团为使得径基侧基为伯 或仲径基基团。
[0043] 可用的聚(径基链烧酸醋)包括例如聚(3-径基下酸醋)、聚(4-径基下酸醋)、聚(3- 径基戊酸醋)、聚(乳酸)(被称为聚交醋)、聚(3-径基丙酸醋)、聚(4-径基戊酸醋)、聚(3-径 基戊酸醋)、聚(3-径基己酸醋)、聚(3-径基庚酸醋)、聚(3-径基辛酸醋)、聚对二氧环己酬、 聚己内醋和聚乙醇酸(即聚乙交醋)的均聚物和共聚物。
[0044] 也可W使用两种或更多种上述径基酸的共聚物,例如,聚(3-径基下酸醋-共-3-径 基戊酸醋)、聚(乳酸醋-共-3-径基丙酸醋)、聚(乙交醋-共-二氧杂环己酬)和聚(乳酸-共- 乙醇酸)。
[004引也可W使用两种或更多种聚(径基链烧酸醋)的共混物,W及具有一种或多种其他 聚合物和/或共聚物的(可混溶的或不可混溶的)共混物。
[0046] 可用于本公开的脂族聚醋可W包括均聚物、随机共聚物、嵌段共聚物、星形-支化 随机共聚物、星形-支化嵌段共聚物、树枝状共聚物、高支化共聚物、接枝共聚物W及它们的 组合。
[0047] 另一类可用的脂族聚醋包括衍生自一种或多种链烧二醇与一种或多种链烧二簇 酸(或酷基衍生物)的反应产物的那些脂族聚醋。此类聚醋具有通式(II):
[004引 册(-C(0)-lT-C(0)-)n-[0R'0-C(0)-ir-C(0)-0]m*(R'0)nH(n)
[0049] 其中:R'和r各自表示可W是直链或支链并具有巧Ij20个碳原子、优选具有1到12 个碳原子的亚烷基部分,m是使得醋为聚合物的数,并且优选是使得脂族聚醋的分子量为至 少8000道尔顿(Da)的数;并且每个η独立地为0或1。
[0050] 在式(II)中,R'和r还可包含一个或多个链中(即位于链中)酸氧原子。脂族聚醋 的实例包括衍生自W下组分的那些均聚物和共聚物:(a) W下二元酸(或其衍生物)中的一 种或多种:班巧酸;己二酸;1,12-二簇基十二烧;富马酸;戊二酸;二甘醇酸;和马来酸;和 (b)W下二元醇中的一种或多种:乙二醇;30聚乙二醇;1,2-丙二醇;1,3-丙二醇;1,2-丙二 醇;1,2-下二醇;1,3-下二醇;1,4-下二醇;2,3-下二醇;1,6-己二醇;具有5至12个碳原子的 1,2-链烧二醇;二甘醇;分子量为300至10000道尔顿、优选400至8000道尔顿的聚乙二醇;分 子量为300至4000道尔顿的丙二醇;衍生自环氧乙烧、环氧丙烷或环氧下烧的嵌段或无规共 聚物;二丙二醇;和聚丙二醇,^及山)任选少量的(即,0.5-7.0摩尔%)具有大于2的官能度 的多元醇如甘油、新戊二醇和季戊四醇。此类聚合物可包括聚下締班巧酸醋均聚物、聚下締 己二酸醋均聚物、聚下締己二酸醋-班巧酸醋共聚物、聚乙締班巧酸醋-己二酸醋共聚物、聚 乙二醇班巧酸醋均聚物和聚己二酸乙二醇醋均聚物。
[0051] 市售的脂族聚醋包括聚(丙交醋)、聚(乙交醋)、丙交醋-乙交醋共聚物丙交醋- Ξ亚甲基碳酸醋共聚物、聚(对二氧环己酬)、聚(下二酸下二醇醋)和聚(己二酸下二醇醋)。
[0052] 优选的脂族聚醋包括衍生自半结晶聚乳酸的那些。聚(乳酸)或聚交醋的主要降解 产物是乳酸,其在自然界中很常见,无毒并且被广泛地用于食品、药物W及医学行业中。聚 合物可通过乳酸二聚体、丙交醋的开环聚合反应制备而成。乳酸具有光学活性,并且二聚体 看起来W四种不同形式存在:1心丙交醋、D,D-丙交醋、0心丙交醋(内消旋丙交醋)和L,k 与D,D-的外消旋混合物。通过使运些作为纯化合物或共混物的丙交醋聚合,可获得具有不 同立体构型和不同物理特性(包括结晶度)的聚(丙交醋)聚合物。所述1^,心或0,0-丙交醋产 生半结晶性聚(丙交醋),而衍生自D,k丙交醋的聚(丙交醋)是无定形的。聚丙交醋优选具 有高对映体比率W最大化聚合物固有的结晶度。聚乳酸的结晶度是基于聚合物主链的规整 度W及与其他聚合物链结晶的能力。如果相对少量的一种对映体(如D-)与相对的对映体 (如k)共聚合,则所述聚合物链变为不规则形状的,并且变为更少结晶的。由于运些原因, 当结晶度越大越好时,希望聚(乳酸)为至少85%的一种异构体,更优选至少90%的一种异 构体,或者甚至更优选95%的一种异构体,W使结晶度最大化。D-聚交醋与心聚交醋的大约 等摩尔的共混物也是可用的。运种共混物形成独特的晶体结构,其烙点(约21(TC)比单独的 D-聚(丙交醋)和心聚(丙交醋)(约160°C)都要高,并且具有更高的热稳定性,参见H.Tsuji 等人的化 lymer ,40(1999)6699-6708(《聚合物》,第 40 卷,1999年,第6699-6708页)。
[0053] 也可W使用聚(乳酸)与其他脂族聚醋的共聚物,包括嵌段共聚物和无规共聚物。 可用的共聚物包括乙交醋、0-丙内醋、四甲基乙交醋、0-下内醋、丫-下内醋、新戊内醋、2-径 基下酸、日-径基异下酸、日-径基戊酸醋、日-径基异戊酸、日-径基己酸、日-径乙基下酸、日-径基 异己酸、日-径基-β-甲基戊酸、日-径基辛酸、日-径基十二酸、日-径基豆違酸和日-径基硬脂酸。 也可W使用聚(乳酸)与一种或多种其他脂族聚醋或一种或多种其他聚合物的共混物。可用 的共混物的示例包括聚(乳酸)与选自聚(乳酸)和聚(乙締醇)、聚乙二醇/聚下二酸醋、聚环 氧乙烧、聚己内醋和聚乙交醋的第二聚合物的共混物。
[0054] 聚(丙交醋)可W根据(例如)如下专利中所述制备:美国专利6,lll,060(Gruber等 人)、5,997,568化111)、4,744,365化日91日11等人)、5,475,063化日91日11等人)、6143863(6削66' 等人)、6,093,792(6'〇33等人)、6,075,118(胖日11旨等人)、5,952,433(胖日11旨等人)、6,117,928 化iltunen等人)和5,883,199(McCadhy等人)W及国际专利公布号W0 98/124951 (Tsai等 人)、W0 00/112606(Tsai等人)、W0 84/043lULin)、W0 99/50345化olstad等人)、W0 99/ 06456(Wang等人)、W0 94/07949(Gruber等人)、W0 96/122330(Randall等人)和WO 98/ 50611 (Ryan等人)。还可 W参考J. W. Leenslag等人的 J. Appl. Polymer Science,vol. 29 (1984),pp 2829-2842(《高分子科学应用杂志》,第29卷,1984年,第2829-2842页)W及 H.R.Kricheldorf 的 Chemosphere,vol.43(2001)49-54(《臭氧层》,第 43 卷,2001 年,第 49-54 页)。
[0055] 应选择聚合物的分子量,使得聚合物可W作为烙体进行加工。所谓"可烙融加工 的"意指脂族聚醋为流体或者可W在用来加工纤维的溫度下被累送或挤出,并且在那些溫 度下不降解或凝胶化至物理性质太差W致于不能用于预定应用的程度。因此,许多材料可 W使用例如纺粘、吹塑微纤维等烙融工艺制成非织造材料。某些实施例也可W为注射模制 的。
[0056] 在某些实施例中,合适的脂族聚醋的分子量(数均)为至少8000道尔顿、或至少 10000道尔顿、或至少30000道尔顿、或至少50000道尔顿。尽管较高分子量聚合物通常能够 生产出具有较好机械性能的膜,但对于烙融处理W及溶剂诱铸聚合物而言,过度粘性通常 是不期望的。脂族聚醋的分子量通常为不大于1000000、优选地不大于500000并且最优选地 不大于300000道尔顿(Da),如凝胶渗透色谱法(GPC)所测量的。
[0057] 例如,对于聚(丙交醋)而言,分子量可W为8000道尔顿至1000000道尔顿,并且优 选为30000道尔顿至300000道尔顿(Da)。
[0058]脂族聚醋可与其他聚合物共混,但通常在本公开的纤维中W基于本公开的纤维的 重量计至少50重量%、或至少60重量%、或至少65重量%、或至少80重量%的量存在。 巧化9] 环氧化脂肪酸醋
[0060] 环氧化脂肪酸醋,诸如环氧化植物油,通常被称为增塑剂W便于聚合物的热处理 (或加工助剂)。用于本公开的纤维中的合适的环氧化脂肪酸醋被用作水解稳定剂。即,合适 的环氧化脂肪酸醋为那些能够改善包含脂族聚醋的纤维的水解稳定性,但在混合过程中, 甚至在热处理(诸如配混和挤出处理)过程中不与脂族聚醋发生显著反应的环氧化脂肪酸 醋。即,环氧化脂肪酸醋和脂族聚醋之间不发生任何显著反应,运些反应使得脂族聚醋的分 子量及相应的混合物的粘度显著增加。具体地,环氧化脂肪酸醋和脂族聚醋的混合物,特别 是经过热处理的混合物,包含至少80 %、或至少90 %、或至少95 %的游离的(未反应的)环氧 化脂肪酸醋(基于GPC分析)。
[0061] 即使脂族聚醋和环氧化脂肪酸醋之间存在极少的反应或不发生反应(例如,交 联),特别是在热处理过程中,在存在脂族聚醋下,游离的环氧化脂肪酸醋能够在配混脂族 聚醋长时间老化或分散于水基介质中时降低水解速率。运通常发生在通过未反应的环氧化 脂肪酸醋降低脂族聚醋的水解速度的情况下。
[0062] 尽管不希望受理论束缚,但是据信脂族聚醋在水性环境中开始水解,更多的簇酸 基团形成于脂族聚醋中,导致酸性增大(抑降低)。随着水解继续,环氧化脂肪酸醋的环氧基 团倾向于与脂族聚醋的簇酸基团发生反应。因此,环氧化脂肪酸醋充当可水解脂族聚醋的 交联剂,其导致分子量更高的聚合物网络的形成。同时,环氧化脂肪酸醋的环氧基团和水解 过程中形成的脂族聚醋的簇酸基团之间发生的反应实际上中和了脂族聚醋的抑。运样导致 脂族聚醋的水解速度降低,由此使得脂族聚醋在水性介质中的储存寿命延长。根据前述理 论,表明具有更高的环氧乙烷基氧的环氧化脂肪酸醋趋于大大提高脂族聚醋诸如聚(乳酸) 的水解稳定性。
[0063] 本公开的纤维通常包含环氧化脂肪酸醋,该环氧化脂肪酸醋具有基于所述环氧化 脂肪酸醋的总重量计大于4.7重量%的环氧乙烷基氧。在某些实施例中,环氧乙烷基氧的量 基于环氧化脂肪酸醋的总重量计为至少5.5重量%、至少6重量%、或至少9重量%。在某些 实施例中,环氧乙烷基氧的量基于环氧化脂肪酸醋的总重量计为至多23重量%、或至多11 重量%。在某些实施例中,环氧乙烷基氧的量基于环氧化脂肪酸醋的总重量计为6重量%至 11重量%。
[0064] 在某些实施例中,环氧化脂肪酸醋为环氧化聚(脂肪酸醋)(即,二醋或Ξ醋或更高 官能度的醋)
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