专利名称：：一种高耐水解性聚乳酸纤维制品的制作方法一种高耐水解性聚乳酸纤维制品
技术领域：
-本发明涉及聚乳酸纤维制品生产加工方法。
背景技术：
：聚乳酸纤维PLA是一种新型的生态环保型纤维，它以玉米淀粉为原料，先将其发酵制得乳酸，然后经縮合，聚合反应制成聚乳酸，再利用耦合剂制成具有良好机械性的较高分子量聚乳酸，最后经过化学改质，将其强度、保水性提升并将其纤维化，然后经抽丝而成。PLA纤维作为新一代环保型聚酯合成纤维，具有很多优异的性能，如穿着舒适性、弹性，悬垂性、吸湿性、透气性、耐热性及抗紫外线功能，同时PLA纤维具有良好的生物降解性。聚乳酸纤维具有的这些优异性能，使其在纺织行业具有广阔的应用前景。聚乳酸纤维可用于机织、针织和非织造布。聚乳酸纤维还可以用于各种时装、休闲装、体育用品、卫生用品等。但是聚乳酸纤维作为纺织及产业用纤维存在着一个很大的问题，由于聚乳酸纤维含有很多端羧基，在高温高湿条件下很容易水解。聚乳酸纤维作为服装材料使用时，都需要进行精练、定型、染色等后加工处理，在加工过程中聚乳酸纤维水解非常严重，使聚合物的相对分子质量大幅度下降，纤维制品的强度急剧降低，满足不了实际使用的强度要求。此外，作为产业用途材料必须要求很好的强度保持率，但由于聚乳酸纤维在使用环境中(包括储存及运输过程)降解也同样在进行，会使产品的使用寿命大幅降低。
发明内容本发明的目的在于提供一种耐水解性能好的高耐水解性聚乳酸纤维审!j品。本发明的技术解决方案是一种髙耐水解性聚乳酸纤维制品，其特征是聚乳酸分子链中的末端羧基呈封闭形式，其中有60%以上的分子末端结构为式1和/或式2所示结其中R、R'为烷烃基或脂肪烃基。聚乳酸纤维的表面均匀覆盖有一层氮丙啶类树脂皮膜，该树脂皮膜的重量与纤维的重量比为0.15:100。聚乳酸纤维结构中羧基的含量在10mol/106g以下，聚乳酸纤维分子链的分子量在60000200000之间。经120。C高温高压热水处理30min后，其强度保持率为6095%。生产方法是将聚乳酸切片和恶唑啉化合物混合后利用单成分纺丝机进行熔融纺丝，使其通过单成分的喷丝板，纺丝温度为20024(TC，巻绕速度为28005000m/min,得到POY，再经过延伸机进行延伸，延伸倍率为1.32，得到延伸丝。将所得聚乳酸延伸丝进行织布，并将所织产品放入卄0—CH—C十O—CH-C—0-CH2-CH—NH(式l)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>(式2)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>下列重量組份的整理液中浸泡处理，然后经烘焙得到本制品-水溶性交联剂0.1%20%其它助剂0%10%软水70%99.9%浸泡处理为浴中吸尽处理，在2010(TC的条件下吸尽处理130min，然后在60120。C的条件下预烘处理215分钟，再在100160'C的条件下焙烘处理210分钟。水溶性交联剂是氮丙啶类水溶性交联剂。其它助剂是催化剂、PH值调节剂、表面活性剂中的一种或几种。催化剂是有机胺化合物或金属盐化合物，如三甲胺、三乙基苯基氯化铰、苯甲酸钠、醋酸锌、氟硼酸钾、氟硼酸镁、氟硼酸锌等。ra值调节剂是磷酸氢二铵、醋酸、盐酸或硫酸。表面活性剂是非离子表面活性剂如脂肪醇聚氧化乙烯醚、烷基酚聚氧化乙烯醚等，阴离子表面活性剂如烷基磺酸钠等。本发明的产品为具有如下式1和/或式2所示分子结构的聚乳酸纤维制品。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>其中R、R'为烷烃基或脂肪烃基等。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>本发明通过纺丝阶段使用恶唑啉化合物对末段进行封锁，纺丝后再次使用含水溶性交联剂的加工整理液对聚乳酸纤维制品进行加工整理，通过两次封锁反应后，减少聚乳酸纤维的端羧基含量，使聚乳酸纤维制品具有高耐水解性能，具有很好的强度保持率。并且通过本发明得到的各类聚乳酸制品，用途广泛。本发明高耐水解性聚乳酸纤维制品适用于服装及各种产业用途，具有很大的经济效益。本发明制得的该耐水解性聚乳酸纤维制品具有优良的染色性能，经110120'C分散染料染色后纤维的强度保较未加工品有大幅的提高，纤维强度大于1.6CN/dtex，聚乳酸纤维的相对分子质量保持率较未加工品也有很大程度的提高。下面结合实施例对本发明作进一步说明。首先说明实验中所釆用的测定方法A.拉伸强度使用INTEC公司的拉伸强度试验机，在定速伸长的条件下进行测定，通过应力-应变曲线得出试样的拉伸强度。B.热水处理后的强度保持率在压力容器中加入一定量试样和水，在不同温度及时间条件下进行热水处理。然后测定其强度，根据纤维及织物热水处理后的强度与其原始强度，测定其强度保持率。强度保持率=热水处理后的强度/热水处理前的强度X画。C.相对分子质量的测定准确称取一定量待测样品，用四氢呋喃作溶剂溶解样品，使用凝胶色谱仪，测定聚乳酸纤维及织物的相对分子质量。具体实施例方式实施例l:①取10kg经真空干燥后的聚乳酸切片、100g单恶唑啉混合均匀，用双蟪杆挤出机挤出造粒，挤出温度为175°C，螺杆转速为250rpm。然后对混合切片进行干燥，使切片水分达到15Wpm，经熔融纺丝制备，纺丝温度为210'C，巻绕速度为2800m/min，最后进行延伸，延伸倍率为1.5，得聚乳酸纤维。②浸渍、烘焙加工将下列重量分的组分混合成加工整理液氮丙啶水溶性交联剂2%其它助剂0.5%软水97.5%将制成的加工整理液对聚乳酸纤维(或聚乳酸织物)进行浴中吸尽加工，然后进行烘焙处理。浴中吸尽加工的时间是130分钟，最好是10分钟，温度是20IO(TC。烘焙处理时，首先在60120。C温度条件下预烘处理5分钟，然后再在100130'C的温度条件下焙烘3分钟。其中氮丙啶水溶性交联剂为脂肪族氮丙啶水溶性交联剂，其它助剂为PH值调节剂磷酸氢二铵，催化剂为有机胺化合物或金属盐化合物，如三甲胺、三乙基苯基氯化铵、苯甲酸钠、醋酸锌、氟硼酸钾、氟硼酸镁、氟硼酸锌等。经上述过程得到聚乳酸分子链的末端基团呈封闭形式的聚乳酸纤维(或聚乳酸织物)，其中有60%以上的分子末端结构为式1和/或式2所示的结构<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>其中R、R'为烷烃基或脂肪烃基等。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>聚乳酸纤维结构中羧基的含量在10mol/106g以下。聚乳酸纤维分子链的分子量在60000200000之间，且该聚乳酸纤维的表面均匀地覆盖一层氮丙啶类树脂皮膜，该树脂皮膜的重量与纤维的重量比为0.15:100。将加工前后的样品进行热水处理实验，通过样品的强度变化来评价织物的耐7jC解性能。具体结果如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>权利要求1.一种高耐水解性聚乳酸纤维制品，其特征是组成该聚乳酸纤维制品的聚乳酸分子链中的末端羧基呈封闭形式，其中有60％以上的分子末端结构为式1和/或式2所示结构id="icf0001"file="A2007100201650002C1.gif"wi="85"he="18"top="59"left="59"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="no"/>(式1)id="icf0002"file="A2007100201650002C2.gif"wi="66"he="17"top="93"left="72"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="no"/>(式2)其中R、R’为烷烃基或脂肪烃基。2、根据权利要求l所述的一种高耐水解性聚乳酸纤维制品，其特征是:聚乳酸纤维的表面均匀覆盖有一层氮丙啶类树脂皮膜，该树脂皮膜的重量与纤维的重量比为0.15:100。3、根据权利要求l所述的一种高耐水解性聚乳酸纤维制品，其特征是:该聚乳酸纤维结构中羧基的含量在10mol/106g以下。4、根据权利要求1或2所述的一种高耐水解性聚乳酸纤维制品，其特征是聚乳酸纤维分子链的分子量在60000200000之间。5、根据权利要求1所述的一种高耐水解性聚乳酸纤维制品，其特征是该聚乳酸纤维制品经12(TC高温高压热水处理30min后，其强度保持率为6095%。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>全文摘要本发明公开了一种高耐水解性聚乳酸纤维制品，聚乳酸分子链的末端羧基60％以上呈封闭形式。本发明通过纺丝阶段将末端羧基封锁后纺丝，所得聚乳酸纤维再次使用含水溶性交联剂的加工整理液进行加工整理，使纤维在高温高湿的条件下具有耐水解性，具有很好的强度保持率。并且通过本发明所制得高耐水解性聚乳酸制品，用途广泛，适用于服装及各种产业用途，具有很大的经济效益。文档编号C08G63/00GK101250765SQ20071002016公开日2008年8月27日申请日期2007年2月25日优先权日2007年2月25日发明者稻田康二郎,罗周荣申请人:东丽纤维研究所(中国)有限公司