本发明属于阻燃聚乳酸及其纤维技术领域，具体涉及一种含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的制备方法。
背景技术：
聚乳酸(pla)是一种来源于可再生资源并且可以完全降解为二氧化碳和水的“绿色高分子”材料。由于其无毒，无刺激性，具有优良的生物相容性、生物吸收性、完全的生物可降解性，同时还具有优良的物理、机械性能，因而受到广泛的关注。聚乳酸本身的阻燃性能只有ul94hb级，极限氧指数(loi)为21％，燃烧时只形成一层刚刚可见的碳化层，然后很快液化、滴下并燃烧，这大大限制了其在航空、电子电器、汽车等领域中的应用。因此，有必要对聚乳酸进行改性进而提高其阻燃性。
因此，目前存在的问题是急需研究开发一种含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的制备方法。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的制备方法。本发明提供的制备方法简单，一方面解决了现有阻燃剂与聚乳酸相容性差导致难以成纤且所得纤维力学性能差的问题，另一方面缓解了聚乳酸易燃烧且熔滴现象严重的问题。
为此，本发明第一方面提供了一种含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的制备方法，其包括如下步骤：
s1，在催化剂的作用下，将丙交酯经熔融聚合制得反应产物，其中，丙交酯的转化率为10％-45％，所述反应产物包含未反应的丙交酯以及聚乳酸预聚物；
s2，将反应产物与含磷阻燃单体经开环聚合制得含磷共聚阻燃聚乳酸树脂，其中，丙交酯的转化率≥92％；
s3，将含磷共聚阻燃聚乳酸树脂经脱除丙交酯处理以及脱挥处理后，经熔纺成型制得含磷共聚阻燃聚乳酸纤维，其中，经脱除丙交酯处理后的含磷共聚阻燃聚乳酸树脂中丙交酯的含量≤0.5wt％。
根据本发明方法，在步骤s1中，基于丙交酯的重量计，所述催化剂的用量为0.01wt％-0.1wt％。
在本发明的一些实施方式中，在步骤s1中，所述熔融聚合采用微波辐射聚合；优选所述熔融聚合的反应温度为130-160℃，所述熔融聚合的反应时间为2-15min；优选所述聚乳酸预聚物的重均分子量为100-40000，更优选为500-20000。
根据本发明方法，所述催化剂选自锡粉、氯化亚锡、辛酸亚锡、苯甲酸亚锡、三氧化二锑、有机酸稀土化合物和铁化合物中的一种或多种。
根据本发明方法，在步骤s2中，基于反应产物与含磷阻燃单体的总重量计，所述含磷阻燃单体的用量为1wt％-5wt％，优选为1wt％-3wt％。
根据本发明方法，所述含磷阻燃单体为主链包含羟基和/或胺基的反应性官能团的化合物；优选所述含磷阻燃单体选自有机磷酸酯、含磷杂菲结构的膦酸酯和氧化膦中的一种或多种；更优选所述含磷阻燃单体选自下式(i)-(x)所示的化合物中一种或多种；
在本发明的一些实施方式中，在步骤s2中，所述开环聚合采用微波辐射聚合；优选所述开环聚合的反应温度为140-200℃，所述开环聚合的反应时间为5-30min。
根据本发明方法，在步骤s2中，所述含磷共聚阻燃聚乳酸树脂的重均分子量为15万-40万，优选为15.1万-25万。
在本发明的一些实施方式中，在步骤s3中，所述脱除丙交酯处理在-0.07至0.095mpa的压力下进行；所述熔纺成型在200-240℃的温度下进行。
本发明第二方面提供了一种根据本发明第一方面所述的制备方法制备的含磷共聚阻燃聚乳酸纤维。
具体实施方式
为使本发明更加容易理解，下面将结合实施例来详细说明本发明，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本发明的应用范围。
鉴于现有技术的聚乳酸共混改性存在阻燃剂与聚乳酸相容性差导致难以成纤、所得纤维力学性能差以及聚乳酸的阻燃性差的技术问题，本发明的发明人经过研究发现，本发明方法所得聚乳酸具有非常低的丙交酯含量，能够直接用于纺丝，且有效避免了阻燃单体与基体相容性差、阻燃单体的迁移和析出以及多次熔融加工热稳定性差的技术问题，所得聚乳酸兼具良好的可纺性、阻燃性能以及力学性能。本发明正是基于上述发现作出的。
因此，本发明第一方面所涉及的含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的制备方法，包括如下步骤：
s1，在催化剂的作用下，将丙交酯经熔融聚合制得反应产物，其中，丙交酯的转化率为10％-45％，所述反应产物包含未反应的丙交酯以及聚乳酸预聚物；
s2，将反应产物与含磷阻燃单体经开环聚合制得含磷共聚阻燃聚乳酸树脂，其中，丙交酯的转化率≥92％；
s3，将含磷共聚阻燃聚乳酸树脂经脱除丙交酯处理以及脱挥处理后，经熔纺成型制得含磷共聚阻燃聚乳酸纤维，其中，经脱除丙交酯处理后的含磷共聚阻燃聚乳酸树脂中丙交酯的含量≤0.5wt％。
本发明所述用语“丙交酯的转化率”是指已反应的丙交酯的质量与丙交酯原料的总质量的百分比。例如，在步骤s1中，丙交酯的转化率为10％-45％，即丙交酯原料中有10％-45％的丙交酯发生熔融聚合反应形成聚乳酸预聚物，因此，反应产物中包含未反应的丙交酯。在步骤s2中，未反应的丙交酯可以与含磷阻燃单体及聚乳酸预聚物发生开环反应，使得反应体系中丙交酯的含量进一步减少，即使得丙交酯的转化率进一步提高至≥92％。
上述含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的制备方法中，在步骤s1中，基于丙交酯的重量计，所述催化剂的用量为0.01wt％-0.1wt％，优选为0.02wt％-0.06wt％。本发明中采用较低的催化剂用量可以获得重均分子量较高的聚乳酸。
上述含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的制备方法中，在步骤s1中，所述熔融聚合采用微波辐射聚合；优选所述熔融聚合的反应温度为130-160℃，所述熔融聚合的反应时间为2-15min；优选所述聚乳酸预聚物的重均分子量为100-40000，优选为500-20000。
本发明中采用微波辐射聚合可以有效节省能源和时间，降低阻燃聚乳酸纤维的生产成本。
上述含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的制备方法中，所述催化剂选自锡粉、氯化亚锡、辛酸亚锡、苯甲酸亚锡、三氧化二锑、有机酸稀土化合物和铁化合物中的有一种或多种。优选所述催化剂为辛酸亚锡。
上述含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的制备方法中，在步骤s2中，基于反应产物与含磷阻燃单体的总重量计，所述含磷阻燃单体的用量为1wt％-5wt％，优选为1wt％-3wt％。
上述含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的制备方法中，所述含磷阻燃单体为主链包含羟基和/胺基的反应性官能团的化合物。优选所述含磷阻燃单体选自有机磷酸酯、含磷杂菲结构的膦酸酯和氧化膦中的一种或多种。更优选所述含磷阻燃单体选自下式(i)-(x)所示的化合物中一种或多种；
上述含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的制备方法中，在步骤s2中，所述开环聚合采用微波辐射聚合；优选所述开环聚合的反应温度为140-200℃，所述开环聚合的反应时间为5-30min。
本发明中采用微波辐射聚合还可以提高反应速率，减少丙交酯开环聚合副反应的发生，有利于提高产品的品质。
上述含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的制备方法中，在步骤s2中，所述含磷共聚阻燃聚乳酸树脂的重均分子量为15万-40万，优选为15.1万-25万。
上述含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的制备方法中，在步骤s3中，所述脱除丙交酯处理在-0.07至0.095mpa的压力下进行；所述熔纺成型在200-240℃的温度下进行。
上述含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的制备方法中，在步骤s3中，将合成的含磷共聚阻燃聚乳酸树脂进入脱挥装置和双螺杆挤出机进行脱挥，用抽真空的方式去除熔体中的小分子和低聚物，得到满足成纤要求的树脂，经双螺杆挤出机后至纺丝设备。
本发明第二方面涉及一种根据本发明第一方面所述的制备方法制备的含磷共聚阻燃聚乳酸纤维。
本发明采用现有方法制备含磷反应型阻燃单体，然后将丙交酯与含磷阻燃单体进行开环聚合得到含磷共聚阻燃聚乳酸树脂，脱挥后直接进行熔纺成型制备阻燃性能优异的含磷共聚阻燃聚乳酸纤维。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明中通过减压脱除法脱除聚乳酸树脂中残余的丙交酯，该方法能够在保持聚乳酸性能的基础上脱除丙交酯，所得到的聚乳酸具有非常低的丙交酯含量，可直接用于纺丝；
(2)本发明方法在聚乳酸纤维的制备过程中，采用微波辐射聚合，有效节省能源和时间，降低了阻燃聚乳酸纤维的生产成本；
(3)本发明采用共聚的方法制备阻燃聚乳酸，有效避免了阻燃剂与基体相容性差、阻燃剂迁移和析出、多次熔融加工热稳定性差等问题，所得聚乳酸兼具良好的可纺性和阻燃性能；制备的阻燃聚乳酸纤维兼具优异的阻燃性能和力学性能，可用于汽车内饰、装饰材料、服装家纺等对阻燃性能要求较高的领域，市场前景广阔。
本发明所采用的表征测试方法如下：
(1)阻燃性能：参照gb/t5454-1997(纺织品燃烧性能试验氧指数法)标准；
(2)纤维强度：参照gb/t14344-2008标准。
实施例
实施例1
以式i所示的化合物为含磷阻燃单体，反应前将丙交酯与含磷阻燃单体在60℃真空下干燥3h除去水分。在惰性气氛下，将微波反应釜升温至140℃，加入丙交酯和辛酸亚锡sn(oct)2，催化剂用量为丙交酯质量的0.05wt％，进行熔融聚合反应5min，控制丙交酯的转化率为41％，得到反应产物。该反应产物中包含未反应的丙交酯以及重均分子量为6000的聚乳酸预聚物。向上述反应产物中加入1wt％的含磷阻燃单体，搅拌后进入微波管式反应器，在温度为190℃下进行开环聚合反应时间15min，制得重均分子量为170000的含磷共聚阻燃聚乳酸树脂。在-0.07mpa压力条件下减压脱除该含磷共聚阻燃聚乳酸树脂中残余的丙交酯后，进入脱挥装置进行脱挥，用抽真空的方式去除熔体中的小分子和低聚物，得到满足成纤要求的树脂。然后将上述树脂进入到纺丝设备直接在220℃下经熔纺成型得到含磷共聚阻燃聚乳酸纤维。熔体输送时温度为205℃，最终物料中的小分子(即丙交酯)含量为0.4wt％。
参照gb/t5454-1997标准(纺织品燃烧性能试验氧指数法)测试该含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的loi值为29.2，经ul-94测试该样品的阻燃级别为v-1级。与纯聚乳酸(相同测试标准下纯聚乳酸纤维的loi值为23.7)相比，阻燃性能明显提高。
参照gb/t14344-2008标准测试该含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的强度达4.5cn/dtex。
实施例2
以式i所示的化合物为含磷阻燃单体，反应前将丙交酯与含磷阻燃单体在60℃真空下干燥3h除去水分。在惰性气氛下，将微波反应釜升温至140℃，加入丙交酯和辛酸亚锡sn(oct)2，催化剂用量为丙交酯质量的0.05wt％，进行熔融聚合反应5min，控制丙交酯的转化率为41％，得到反应产物。该反应产物中包含未反应的丙交酯以及重均分子量为6000的聚乳酸预聚物。向上述反应产物中加入3wt％的含磷阻燃单体，搅拌后进入微波管式反应器，在温度为190℃下进行开环聚合反应时间15min，制得重均分子量为156000的含磷共聚阻燃聚乳酸树脂。在-0.07mpa压力条件下减压脱除该含磷共聚阻燃聚乳酸树脂中残余的丙交酯后，进入脱挥装置进行脱挥，用抽真空的方式去除熔体中的小分子和低聚物，得到满足成纤要求的树脂。然后将上述树脂进入到纺丝设备直接在220℃下经熔纺成型得到含磷共聚阻燃聚乳酸纤维。熔体输送时温度为205℃，最终物料中的小分子(即丙交酯)含量为0.3wt％。
参照gb/t5454-1997标准(纺织品燃烧性能试验氧指数法)测试该含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的loi值为29.7，经ul-94测试该样品的阻燃级别为v-1级。与纯聚乳酸(相同测试标准下纯聚乳酸纤维的loi值为23.7)相比，阻燃性能明显提高。
参照gb/t14344-2008标准测试该含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的强度达4.0cn/dtex。
实施例3
以式i所示的化合物为含磷阻燃单体，反应前将丙交酯与含磷阻燃单体在60℃真空下干燥3h除去水分。在惰性气氛下，将微波反应釜升温至140℃，加入丙交酯和辛酸亚锡sn(oct)2，催化剂用量为丙交酯质量的0.05wt％，进行熔融聚合反应5min，控制丙交酯的转化率为41％，得到反应产物。该反应产物中包含未反应的丙交酯以及重均分子量为6000的聚乳酸预聚物。向上述反应产物中加入5wt％的含磷阻燃单体，搅拌后进入微波管式反应器，在温度为190℃下进行开环聚合反应时间15min，制得重均分子量为151000的含磷共聚阻燃聚乳酸树脂。在-0.07mpa压力条件下减压脱除该含磷共聚阻燃聚乳酸树脂中残余的丙交酯后，进入脱挥装置进行脱挥，用抽真空的方式去除熔体中的小分子和低聚物，得到满足成纤要求的树脂。然后将上述树脂进入到纺丝设备直接在220℃下经熔纺成型得到含磷共聚阻燃聚乳酸纤维。熔体输送时温度为205℃，最终物料中的小分子(即丙交酯)含量为0.3wt％。
参照gb/t5454-1997标准(纺织品燃烧性能试验氧指数法)测试该含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的loi值为32.0，经ul-94测试该样品的阻燃级别为v-1级。与纯聚乳酸(相同测试标准下纯聚乳酸纤维的loi值为23.7)相比，阻燃性能明显提高。
参照gb/t14344-2008标准测试该含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的强度达3.9cn/dtex。
实施例4
以式i所示的化合物为含磷阻燃单体，反应前将丙交酯与含磷阻燃单体在60℃真空下干燥3h除去水分。在惰性气氛下，将微波反应釜升温至140℃，加入丙交酯和辛酸亚锡sn(oct)2，催化剂用量为丙交酯质量的0.05wt％，进行熔融聚合反应6min，控制丙交酯的转化率为45％，得到反应产物。该反应产物中包含未反应的丙交酯以及重均分子量为10500的聚乳酸预聚物。向上述反应产物中加入1wt％的含磷阻燃单体，搅拌后进入微波管式反应器，在温度为190℃下进行开环聚合反应时间15min，制得重均分子量为185000的含磷共聚阻燃聚乳酸树脂。在-0.07mpa压力条件下减压脱除该含磷共聚阻燃聚乳酸树脂中残余的丙交酯后，进入脱挥装置进行脱挥，用抽真空的方式去除熔体中的小分子和低聚物，得到满足成纤要求的树脂。然后将上述树脂进入到纺丝设备直接在220℃下经熔纺成型得到含磷共聚阻燃聚乳酸纤维。熔体输送时温度为205℃，最终物料中的小分子(即丙交酯)含量为0.5wt％。
参照gb/t5454-1997标准(纺织品燃烧性能试验氧指数法)测试该含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的loi值为29.4，经ul-94测试该样品的阻燃级别为v-1级。与纯聚乳酸(相同测试标准下纯聚乳酸纤维的loi值为23.7)相比，阻燃性能明显提高。
参照gb/t14344-2008标准测试该含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的强度达4.7cn/dtex。
实施例5
以式iii所示的化合物为含磷阻燃单体，反应前将丙交酯与含磷阻燃单体在60℃真空下干燥3h除去水分。在惰性气氛下，将微波反应釜升温至130℃，加入丙交酯和辛酸亚锡sn(oct)2，催化剂用量为丙交酯质量的0.06wt％，进行熔融聚合反应8min，控制丙交酯的转化率为35％，得到反应产物。该反应产物中包含未反应的丙交酯以及重均分子量为7800的聚乳酸预聚物。向上述反应产物中加入3wt％的含磷阻燃单体，搅拌后进入微波管式反应器，在温度为190℃下进行开环聚合反应时间18min，制得重均分子量为152000的含磷共聚阻燃聚乳酸树脂。在-0.07mpa压力条件下减压脱除该含磷共聚阻燃聚乳酸树脂中残余的丙交酯后，进入脱挥装置进行脱挥，用抽真空的方式去除熔体中的小分子和低聚物，得到满足成纤要求的树脂。然后将上述树脂进入到纺丝设备直接在220℃下经熔纺成型得到含磷共聚阻燃聚乳酸纤维。熔体输送时温度为205℃，最终物料中的小分子含量0.5wt％。
参照gb/t5454-1997标准(纺织品燃烧性能试验氧指数法)测试该含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的loi值为30.4，经ul-94测试该样品的阻燃级别为v-1级。与纯聚乳酸(相同测试标准下纯聚乳酸纤维的loi值为23.7)相比，阻燃性能明显提高。
参照gb/t14344-2008标准测试该含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的强度达4.0cn/dtex。
实施例6
以式iv所示的化合物为含磷阻燃单体，反应前将丙交酯与含磷阻燃单体在60℃真空下干燥3h除去水分。在惰性气氛下，将微波反应釜升温至130℃，加入丙交酯和辛酸亚锡sn(oct)2，催化剂用量为丙交酯质量的0.06wt％，进行熔融聚合反应8min，控制丙交酯的转化率为35％，得到反应产物。该反应产物中包含未反应的丙交酯以及重均分子量为7800的聚乳酸预聚物。向上述反应产物中加入3wt％的含磷阻燃单体，搅拌后进入微波管式反应器，在温度为190℃下进行开环聚合反应时间18min，制得重均分子量为157000的含磷共聚阻燃聚乳酸树脂。在-0.07mpa压力条件下减压脱除该含磷共聚阻燃聚乳酸树脂中残余的丙交酯后，进入脱挥装置进行脱挥，用抽真空的方式去除熔体中的小分子和低聚物，得到满足成纤要求的树脂。然后将上述树脂进入到纺丝设备直接在220℃下经熔纺成型得到含磷共聚阻燃聚乳酸纤维。熔体输送时温度为205℃，最终物料中的小分子含量0.3wt％。
参照gb/t5454-1997标准(纺织品燃烧性能试验氧指数法)测试该含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的loi值为29.1，经ul-94测试该样品的阻燃级别为v-1级。与纯聚乳酸(相同测试标准下纯聚乳酸纤维的loi值为23.7)相比，阻燃性能明显提高。
参照gb/t14344-2008标准测试该含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的强度达4.0cn/dtex。
实施例7
以式v所示的化合物为含磷阻燃单体，反应前将丙交酯与含磷阻燃单体在60℃真空下干燥3h除去水分。在惰性气氛下，将微波反应釜升温至130℃，加入丙交酯和辛酸亚锡sn(oct)2，催化剂用量为丙交酯质量的0.06wt％，进行熔融聚合反应8min，控制丙交酯的转化率为35％，得到反应产物。该反应产物中包含未反应的丙交酯以及重均分子量为7800的聚乳酸预聚物。向上述反应产物中加入3wt％的含磷阻燃单体，搅拌后进入微波管式反应器，在温度为190℃下进行开环聚合反应时间18min，制得重均分子量为155000的含磷共聚阻燃聚乳酸树脂。在-0.07mpa压力条件下减压脱除该含磷共聚阻燃聚乳酸树脂中残余的丙交酯后，进入脱挥装置进行脱挥，用抽真空的方式去除熔体中的小分子和低聚物，得到满足成纤要求的树脂。然后将上述树脂进入到纺丝设备直接在220℃下经熔纺成型得到含磷共聚阻燃聚乳酸纤维。熔体输送时温度为205℃，最终物料中的小分子含量0.4wt％。
参照gb/t5454-1997标准(纺织品燃烧性能试验氧指数法)测试该含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的loi值为32.4，经ul-94测试该样品的阻燃级别为v-1级。与纯聚乳酸(相同测试标准下纯聚乳酸纤维的loi值为23.7)相比，阻燃性能明显提高。
参照gb/t14344-2008标准测试该含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的强度达4.1cn/dtex。
实施例8
以式vii所示的化合物为含磷阻燃单体，反应前将丙交酯与含磷阻燃单体在60℃真空下干燥3h除去水分。在惰性气氛下，将微波反应釜升温至130℃，加入丙交酯和辛酸亚锡sn(oct)2，催化剂用量为丙交酯质量的0.06wt％，进行熔融聚合反应8min，控制丙交酯的转化率为35％，得到反应产物。该反应产物中包含未反应的丙交酯以及重均分子量为7800的聚乳酸预聚物。向上述反应产物中加入3wt％的含磷阻燃单体，搅拌后进入微波管式反应器，在温度为190℃下进行开环聚合反应时间18min，制得重均分子量为159000的含磷共聚阻燃聚乳酸树脂。在-0.07mpa压力条件下减压脱除该含磷共聚阻燃聚乳酸树脂中残余的丙交酯后，进入脱挥装置进行脱挥，用抽真空的方式去除熔体中的小分子和低聚物，得到满足成纤要求的树脂。然后将上述树脂进入到纺丝设备直接在220℃下经熔纺成型得到含磷共聚阻燃聚乳酸纤维。熔体输送时温度为205℃，最终物料中的小分子含量0.4wt％。
参照gb/t5454-1997标准(纺织品燃烧性能试验氧指数法)测试该含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的loi值为31.7，经ul-94测试该样品的阻燃级别为v-1级。与纯聚乳酸(相同测试标准下纯聚乳酸纤维的loi值为23.7)相比，阻燃性能明显提高。
参照gb/t14344-2008标准测试该含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的强度达4.2cn/dtex。
实施例9
以式x所示的化合物为含磷阻燃单体，反应前将丙交酯与含磷阻燃单体在60℃真空下干燥3h除去水分。在惰性气氛下，将微波反应釜升温至130℃，加入丙交酯和辛酸亚锡sn(oct)2，催化剂用量为丙交酯质量的0.06wt％，进行熔融聚合反应8min，控制丙交酯的转化率为35％，得到反应产物。该反应产物中包含未反应的丙交酯以及重均分子量为7800的聚乳酸预聚物。向上述反应产物中加入3wt％的含磷阻燃单体，搅拌后进入微波管式反应器，在温度为190℃下进行开环聚合反应时间18min，制得重均分子量为161000的含磷共聚阻燃聚乳酸树脂。在-0.07mpa压力条件下减压脱除该含磷共聚阻燃聚乳酸树脂中残余的丙交酯后，进入脱挥装置进行脱挥，用抽真空的方式去除熔体中的小分子和低聚物，得到满足成纤要求的树脂。然后将上述树脂进入到纺丝设备直接在220℃下经熔纺成型得到含磷共聚阻燃聚乳酸纤维。熔体输送时温度为205℃，最终物料中的小分子含量0.5wt％。
参照gb/t5454-1997标准(纺织品燃烧性能试验氧指数法)测试该含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的loi值为30.6，经ul-94测试该样品的阻燃级别为v-1级。与纯聚乳酸(相同测试标准下纯聚乳酸纤维的loi值为23.7)相比，阻燃性能明显提高。
参照gb/t14344-2008标准测试该含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的强度达4.2cn/dtex。
对比例1
以式i所示的化合物为含磷阻燃单体，反应前将丙交酯与含磷阻燃单体在60℃真空下干燥3h除去水分。在惰性气氛下，将微波反应釜升温至140℃，加入丙交酯和辛酸亚锡sn(oct)2，催化剂用量为丙交酯质量的0.3wt％，进行熔融聚合反应2min，控制丙交酯的转化率为41％，得到反应产物。该反应产物中包含未反应的丙交酯以及重均分子量为3600的聚乳酸预聚物。向上述反应产物中加入5wt％的含磷阻燃单体，搅拌后进入微波管式反应器，在温度为190℃下进行开环聚合反应时间8min，制得重均分子量为71000的含磷共聚阻燃聚乳酸树脂。在-0.07mpa压力条件下减压脱除该含磷共聚阻燃聚乳酸树脂中残余的丙交酯后，进入脱挥装置进行脱挥，用抽真空的方式去除熔体中的小分子和低聚物，得到满足成纤要求的树脂。然后将上述树脂进入到纺丝设备直接在220℃下经熔纺成型得到含磷共聚阻燃聚乳酸纤维。熔体输送时温度为205℃，最终物料中的小分子(即丙交酯)含量为0.3wt％。
参照gb/t5454-1997标准(纺织品燃烧性能试验氧指数法)测试该含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的loi值为30.7，经ul-94测试该样品的阻燃级别为v-1级。与纯聚乳酸(相同测试标准下纯聚乳酸纤维的loi值为23.7)相比，阻燃性能明显提高。
参照gb/t14344-2008标准测试该含磷共聚阻燃聚乳酸纤维的强度达2.1cn/dtex。
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。