一种聚乳酸/聚己内酯熔喷非织造材料的制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种聚乳酸/聚己内酯熔喷非织造材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]熔喷非织造技术正在成为提供新型纤维材料的一种必不可少的重要手段，是新兴的材料工业的分支，正逐渐被应用在航天、环保、农业、医疗保健和人们日常生活等领域。非织造新材料也已成为一种愈来愈重要的产品广泛应用于过滤材料、吸油材料、隔音材料、医用卫生材料、工业及家庭用揩材料、保暖材料等领域。随着我国各工业部门现代化建设的快速发展，国家对三废治理、环境污染防治愈来愈重视，环保产业是一个很大的市场，不论是现在或将来，非织造材料均有着广阔的前景。聚乳酸是一种以可再生植物资源为原料经过化学合成制备的可完全生物降解脂肪族聚酯材料。玻璃化转变温度(Tg)和熔点(Tm)分别约60°C和170°C，常温下是一种玻璃态的硬质高分子材料。具有良好的机械强度、生物相容性、可吸收性和环境可降解性，同时它是目前唯一透明的生物可降解高分子材料，能够应用于透明性材料领域，这一特点使得聚乳酸无论在医用材料还是环保应用领域都引起了人们的极大关注。但是，由于聚乳酸熔喷材料本身存在的缺陷特别是表现为力学性能方面的脆性，限制其发展与应用。可完全降解的聚乳酸熔喷材料成为研究的热门，因此，柔韧聚乳酸熔喷非织造材料的制备具有广泛的研究和应用价值。
[0003]近些年，对聚乳酸非织造产品的制备特别是聚乳酸产品的增韧改性研究较多。国内专利文献如CN 1730763 A、CN 101525812 A、CN 102634932 A公开了聚乳酸纺粘非织材料的制备方法，其特征在于制得了高强度、低伸长，力学性能优良的聚乳酸纺粘非织造材料;CN 1563543XN 101824708 A公开了聚乳酸熔喷非织造材料的制备方法，其特征在于制备了高过滤效率的聚乳酸熔喷非织造产品；CN 101851830 A公开了一种聚乳酸纤维SMS复合非织造材料的制备方法，特征在于其SMS非织造不由三层无纺材料通过子粘合或热压复合而成，中间层为聚乳酸熔喷无纺材料，上下层为聚乳酸纺粘无纺材料，所得SMS聚乳酸无纺材料具有优异的物理性能、过滤性能和屏蔽性能;CN 101168617 A公开了一种聚乳酸增韧改性的方法，其特征在于将一种共聚酯与聚乳酸熔融共混后模塑制得聚乳酸增韧产品，其断裂伸长提高10%_300%，有效弥补了聚乳酸性脆的问题;CN 102634932 A公开了一种广告喷绘用聚乳酸纺粘非织材料的制备方法，特征在于其制得的聚乳酸纺粘非织材料性能稳定，制作迅速，产品柔韧性好、透光均匀、便于分割、拼接，原料取之天然，与环境友好。
[0004]以上发明拓宽了聚乳酸材料的应用领域特别在非织材料生产领域，对于聚乳酸的增韧也具有较好的实现。但是，大部分对聚乳酸的增韧产品主要应用于塑料和纺丝领域，对于韧性熔喷非织造材料的研究和制造较少，特别是采用本发明中的增韧剂和增容剂所制备的柔韧熔喷非织造材料还未见。此发明，通过添加增容剂改善熔喷材料两组分间的相容性，从而提高增韧剂在熔喷非织造材料中的增韧效果，在保证拉伸强度变化不大下，显著改善熔喷非织造材料的韧性，增加熔喷非织造材料的应用领域。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足而提供一种无毒无害、对环境友好、可生物降解、力学性能好的聚乳酸/聚己内酯熔喷非织造材料的制备方法。
[0006]本发明解决上述技术问题采用的技术方案是:本发明聚乳酸/聚己内酯熔喷非织造材料的制备方法包括以下步骤:在真空干燥箱将聚乳酸母粒和聚己内酯干燥除水;将干燥后的聚乳酸母粒、聚己内酯与增容剂在高速搅拌机中预混合，所述增容剂是乳酸单体和己内酯单体的共聚物，按质量份计，其中，所述聚乳酸母粒为97-99份，聚己内酯为1-3份，增容剂为0.06-0.24份;然后通过螺杆挤出机进行熔融挤出造粒，再通过熔喷工艺制得聚乳酸/聚己内酯熔喷非织造材料。本发明所用的增容剂为乳酸单体和己内酯单体的共聚物，其作用是为了使增韧剂聚己内酯与聚乳酸能够更好的相容，按照上述比例添加聚乳酸母粒、聚己内酯和增容剂能在较低原料成本下实现对聚乳酸的增韧改性，进而解决因聚乳酸和聚己内酯两相不相容而导致的聚乳酸/聚己内酯熔喷非织造材料的易脆问题，无需使用其他试剂就能够改善聚乳酸材料的韧性，显著提高聚乳酸/聚己内酯熔喷非织造材料的断裂伸长率，同时熔喷材料的拉伸强度变化不大。此外，本发明增容剂还保持了熔喷非织造材料的生物可降解性。
[0007]进一步地，本发明所述乳酸单体为左旋乳酸单体或外消旋乳酸单体。
[0008]进一步地，本发明所述增容剂的粘均分子量为20000-80000 g/mol。
[0009]进一步地，本发明所述增容剂的粘均分子量为33000-63000 g/mol。
[0010]进一步地，本发明所述熔喷工艺的参数为:熔融挤出速度为10-30HZ，侧风速度为
0.06-0.12Mpa，接收距离为20_30cm，网带速度为4_8Hz。。在该工艺条件下可制得纤网均匀、力学性能优异，克重适宜的聚乳酸/聚己内酯熔喷非织造材料。
[0011]本发明与现有技术相比具有以下优点:(1)所用原料全部可完全生物降解，无毒无害，对环境友好。(2)原料相对价格低廉、制备方法简单、易于操作。(3)本发明以乳酸单体和己内酯单体的共聚物作为增容剂，通过增容剂提高聚乳酸和聚己内酯的相容性，从而提高聚己内酯的增韧效果，在拉伸强度变化不大下，显著提高聚乳酸/聚己内酯熔喷非织造材料断裂伸长率，解决了因聚乳酸和聚己内酯两相不相容而导致的聚乳酸/聚己内酯熔喷非织造材料的易脆性问题，无需使用其他试剂有效改善熔喷非织造材料的柔韧性，降低熔喷非织造材料的脆性，为材料的后续开发和广泛应用提供了可能。本发明方法简单易行，成本低廉。
【附图说明】
[0012]图1为本发明各实施例制得的熔喷非织造材料的应力和应变变化曲线。
【具体实施方式】
[0013]下面结合具体实施例对本发明提供的聚乳酸/聚己内酯熔喷非织造材料的制备方法做进一步详细的描述。
[0014]实施例1:
在本实施例中，原料的配比关系为:按质量份计，聚乳酸99份，聚己内酯1份，不添加增容剂;熔喷工艺的参数为:熔融挤出速度为10 Hz，侧风速度为0.06 Mpa，接收距离为20 cm,网带速度为4 Hz ο
[0015]按上述配比关系将聚乳酸母粒和聚己内酯置于真空干燥箱中80°C下干燥18h;将干燥后的聚乳酸母粒和聚己内酯在高速搅拌机中预混合，然后通过螺杆挤出机进行熔融共混、挤出造粒，再通过上述熔喷工艺制得聚乳酸/聚己内酯熔喷非织造材料，测得该熔喷非织造材料的断裂伸长率为16.1%，拉伸强度为36.4N/5cm。
[0016]实施例2:
在本实施例中，原料的配比关系为:按质量份计，聚乳酸99份，聚己内酯1份;增容剂是左消旋乳酸单体和己内酯单体的共聚物0.06份，该共聚物的粘均分子量为3.3 xlO4 g/mol;熔喷工艺的参数为:熔融挤出速度为10 Hz，侧风速度为0.09 Mpa，接收距离为25 cm,网带速度为4 Hz ο
[0017]按上述配比关系将聚乳酸母粒和聚己内酯置于真空干燥箱中80°C下干燥18h，然后将干燥后的聚乳酸母粒、聚己内酯与增容剂在高速搅拌机中预混合，再通过螺杆挤出机进行熔融挤出造粒，最后通过上述熔喷工艺制得聚乳酸/聚己内酯熔喷非织造材料，测得该熔喷非织造材料的断裂伸长率为18.8%，拉伸强度为35.5N/5cm。
[0018]实施例3:
在本实施例中，原料的配比关系为:按质量份计，聚乳酸98份，聚己内酯2份;增容剂是左消旋乳酸单体和己内酯单体的共聚物0.06份，该共聚物的粘均分子量为3.3 xlO4 g/mol;熔喷工艺的参数为:熔融挤出速度为10 Hz，侧风速度为0.12 Mpa，接收距离为30 cm,网带速度为8 Hz ο
[0019]按上述配比关系将聚乳酸母粒和聚己内酯置于真空干燥箱中80°C下干燥18h，然后将干燥后的聚乳酸母粒、聚己内酯与增容剂在高速搅拌机中预混合，再通过螺杆挤出机进行熔融挤出造粒，最后通过上述熔喷工艺制得聚乳酸/聚己内酯熔喷非织造材料，测得该熔喷非织造材料的断裂伸长率为20.3%，拉伸强度为35.7N/5cm。
[0020]实施例4:
在本实施例中，原料的配比关系为:按质量份计，聚乳酸97份，聚己内酯3份;增容剂是左消旋乳酸单体和己内酯单体的共聚物0.06份，该共聚物的粘均分子量为3.3 xlO4 g/mol;熔喷工艺的参数为:熔融挤出速度为20 Hz，侧风速度为0.12 Mpa，接收距离为25 cm,网带速度为4 Hz ο
[0021 ]按上述配比关系将聚乳酸母粒和聚己内酯置于真空干燥箱中80°C下干燥18h，然后将干燥后的聚乳酸母粒、聚己内酯与增容剂在高速搅拌机中预混合，再通过螺杆挤出机进行熔融挤出造粒，最后通过上述熔喷工艺制得聚乳酸/聚己内酯熔喷非织造材料，测得该熔喷非织造材料的断裂伸长率为21.7%，拉伸强度为34.8N/5cm。
[0022]实施例5:
在本实施例中，原料的配比关系为:按质量份计，聚乳酸97份，聚己内酯3份;外消旋旋乳酸单体和己内酯单体的共聚物0.15份，该共聚物的粘均分子量为3.3 xlO4 g/mol;熔喷工艺的参数为:熔融挤出速度为20 Hz，侧风速度为0.06 Mpa，接收距离为30 cm，网带速度为 6 Hz ο
[0023]按上述配比关系将聚乳酸和聚己内酯母粒置于真空干燥箱中80°C下干燥18h，然后将干燥后的聚乳酸母粒、聚己内酯与增容剂在高速搅拌机中预混合，再通过螺杆挤出机进行熔融挤出造粒，最后通过上