一种可生物降解复合线材的制作方法

1.本实用新型属于材料技术领域，具体涉及一种可生物降解复合线材。


背景技术：

2.化学纤维已成为人们日常生活、工农业生产中必不可少且用量巨大的化工产品。传统化学纤维主要以石油基高分子为原料，由于石油为不可再生资源，日渐枯竭，为化学纤维的可持续发展带来巨大危机，此外，传统化学纤维的废弃物通常不易降解，为生态环境带来负担。为解决上述问题，人们迫切需要对可再生资源尤其是生物基可降解纤维进行开发和利用。
3.可降解纤维分为天然可降解纤维和人工合成降解纤维两类。其中，天然可降解纤维材料皆取自于生物体物质或天然物质，如胶原纤维、海藻酸钙纤维、聚羟基烷酸类纤维和甲壳素类纤维等。
4.生物基可降解纤维的原料可以是单一生物基可降解高分子、两种或两种以上生物基可降解高分子的混合物、或者生物基可降解高分子与石油基高分子的混合物在生物基可降解高分子家族中，phbv(聚羟基丁酸
‑
戊酸酯)以其良好的生物降解性、生物相容性和力学性能已引起越来越广泛的关注。phbv是以淀粉为原料通过微生物发酵方法制备而成，能在土壤或堆肥条件下分解为二氧化碳、水和生物质。以phbv为原料制备生物基可降解化学纤维有利于提供一种符合环保与可持续发展要求的化学纤维品种，同时拓展其应用领域，因而具有十分重要的市场价值。
5.但是，phbv的某些化学物理性质，如在较高温度下易降解、结晶速度慢、脆性大等，严重制约了phbv纤维制备技术的发展以及phbv作为纤维材料的应用。因此，通过目前公知方法所制得的含phbv的纤维的力学强度一般都不超过1.8cn/dtex，亟待开发新型含phbv的生物基可降解纤维并改进纤维生产技术以改善纤维性能，降低生产成本，满足使用要求。
6.公告号为20865992u的现有技术公开了一种可降解复合线材，该可降解复合线材包括一可降解金属线材，一层包裹在可降解金属线材外表面的可降解高分子材料，形成可降解金属/聚合物复合线材。


技术实现要素：

7.为了克服现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供一种可生物降解复合线材，并通过以下技术方案进行实现：
8.一种可生物降解复合线材，所述复合线材包括芯层，在所述芯层之外设置连接层，在所述连接层之外连接第一生物降解层，在所述第一生物降解层之外连接第二生物降解层。
9.优选地，所述芯层为可降解的玻璃纤维。
10.优选地，所述芯层为碳纤维。
11.优选地，所述连接层为偶联层。
12.优选地，所述第一生物降解层为pla层。
13.优选地，所述第二生物降解层为pbat层。
14.优选地，所述芯层、第一生物降解层、第二生物降解层之间的横截面积之比为3～5：1～2：2～3。进一步优选所述芯层、第一生物降解层、第二生物降解层之间的横截面积之比为5：2：3。
15.在上述技术方案的基础上，所述第二生物降解层为偏心异形结构层。在所述偏心异形结构层内偏心异形区域面积占所述第二生物降解层的横截面积的60％
‑
80％。
16.本实用新型实现的有益效果为：本实用新型选择以玻璃纤维或碳纤维为芯层，但玻璃纤维或碳纤维虽然具有较高的强度，但其韧性不足，因此，一方面本实用新型辅以可降解树脂层，如聚乳酸层、pbat层，以提高本实用新型的可生物降解复合线材的柔韧性，使得可生物降解复合线材既具有高的强度，又具有较优的韧性和抗冲击性能；另一方面采用偶联层为连接层，使得可降解树脂层与芯层之间可以稳定地连接在一起。
17.同时，可生物降解复合线材具有偏心异形结构层，因此，将偏心异形结构层裁剪为短纤维时能够形成自然卷曲的状态，获得卷曲纤维，该卷曲纤维能够在纤维梳理、固定过程中，卷曲纤维之间可以相互穿插、抱合，利于成网和提高纤维网的初强度。
18.此外，本实用新型的材质为可生物降解材料，其中，可降解树脂层能在较短时间内完全自然分解，不污染环境，达到环保和经济的要求。
附图说明
19.图1是可生物降解复合线材的横截面结构示意图。
20.图2是偏心异形结构层偏心异形结构层。
具体实施方式
21.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
22.请同时参阅附图1
‑
2。本实用新型所述的一种可生物降解复合线材，其结构特点为：一种可生物降解复合线材2，所述复合线材包括芯层21，在所述芯层21之外设置连接层22，在所述连接层22之外连接第一生物降解层23，在所述第一生物降解层23之外连接第二生物降解层24。
23.在具体实施方式中，所述芯层21可以选择玻璃纤维或碳纤维。为了可生物降解复合线材在使用过程中能在较短时间内完全自然分解，不污染环境，达到环保和经济的要求，本实用新型的芯层材质为可降解的玻璃纤维。具体地，该可降解的玻璃纤维可以根据公开号为cn107043212a的现有技术“一种可降解的玻璃纤维”获得，也可以选择碳纤维材料。。
24.具体地，所述第一生物降解层23为pla层，即聚乳酸层。
25.具体地，所述第二生物降解层24为pbat层，即聚对苯二甲酸
‑
己二酸丁二醇酯层。
26.本实用新型的芯层起到骨架的作用，为可生物降解复合线材的强度起到支撑作用，因此，所述芯层、第一生物降解层、第二生物降解层之间的横截面积之比为3～5：1～2：2～3。在具体实施方式中，可以选择所述芯层、第一生物降解层、第二生物降解层之间的横截
面积之比为5：2：3。
27.本实用新型的连接层起到桥梁嫁接的作用，因此，该连接层为偶联层。
28.在上述实施方式的基础上，所述第二生物降解层24为偏心异形结构层。在所述偏心异形结构层内偏心异形区域241的面积占所述第二生物降解层的横截面积的60％
‑
80％。由于可生物降解复合线材具有偏心异形结构层，因此，将偏心异形结构层裁剪为短纤维时能够形成自然卷曲的状态，获得卷曲纤维，该卷曲纤维能够在纤维梳理、固定过程中，卷曲纤维之间可以相互穿插、抱合。
29.上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。


技术特征：
1.一种可生物降解复合线材，其特征在于：所述复合线材包括芯层，在所述芯层之外设置连接层，在所述连接层之外连接第一生物降解层，在所述第一生物降解层之外连接第二生物降解层。2.根据权利要求1所述的可生物降解复合线材，其特征在于：所述芯层为可降解的玻璃纤维。3.根据权利要求1所述的可生物降解复合线材，其特征在于：所述芯层为碳纤维。4.根据权利要求1所述的可生物降解复合线材，其特征在于：所述第一生物降解层为pla层。5.根据权利要求1所述的可生物降解复合线材，其特征在于：所述第二生物降解层为pbat层。6.根据权利要求1
‑
5任一所述的可生物降解复合线材，其特征在于：所述芯层、第一生物降解层、第二生物降解层之间的横截面积之比为3～5：1～2：2～3。7.根据权利要求6所述的可生物降解复合线材，其特征在于：所述芯层、第一生物降解层、第二生物降解层之间的横截面积之比为5：2：3。8.根据权利要求1
‑
5任一所述的可生物降解复合线材，其特征在于：所述第二生物降解层为偏心异形结构层。9.根据权利要求8所述的可生物降解复合线材，其特征在于：在所述偏心异形结构层内偏心异形区域面积占所述第二生物降解层的横截面积的60％
‑
80％。10.根据权利要求1
‑
5、7、9任一所述的可生物降解复合线材，其特征在于：所述连接层为偶联层。

技术总结
本实用新型涉及一种可生物降解复合线材，所述复合线材包括芯层，在所述芯层之外设置连接层，在所述连接层之外连接第一生物降解层，在所述第一生物降解层之外连接第二生物降解层。其中，所述芯层为可降解的玻璃纤维或碳纤维，所述连接层为偶联层，所述第一生物降解层为PLA层，所述第二生物降解层为PBAT层。同时，该芯层、第一生物降解层、第二生物降解层之间的横截面积之比为3～5：1～2：2～3，优选所述芯层、第一生物降解层、第二生物降解层之间的横截面积之比为5：2：3。此外，所述第二生物降解层还可设为偏心异形结构层，在所述偏心异形结构层内偏心异形区域面积占所述第二生物降解层的横截面积的60％


技术研发人员：孟东伟
受保护的技术使用者：厦门环塑源新材料科技有限公司
技术研发日：2021.06.22
技术公布日：2022/1/4