[发明专利]一种通过溶液纺丝来制备聚乳酸纤维的方法

说明书

本发明涉及一种通过溶液纺丝来制备聚乳酸纤维的方法，包括以下步骤：(1)将聚乳酸粉末与离子液体混合，高速搅拌，制得聚乳酸纺丝原液；(2)将聚乳酸纺丝原液进行脱泡处理；(3)将经过步骤(2)处理后的纺丝原液通过干喷湿法进行纺丝，得到聚乳酸原丝；(4)将聚乳酸原丝进行牵伸，并经清洗、干燥、绕卷得到聚乳酸纤维。与现有技术相比，本发明通过将聚乳酸纤维溶解于绿色溶剂中进行溶液纺丝，克服了熔融纺丝高纺丝温度的缺点，能够有效减少聚乳酸在纺丝过程中的降解量，提升纤维的综合性能。

技术领域

本发明属于聚乳酸纺丝领域，具体涉及一种通过溶液纺丝来制备聚乳酸纤维的方法。

背景技术

当今世界环境污染严重，石油资源日益匮乏，环保问题越来越受到人们重视。聚乳酸是一种集生物降解性、生物相容性和生物可吸收性于一体的绿色热塑性聚酯，具有较好的力学强度，弹性模量和热成型性。聚乳酸(PLA)纤维是一种新型环保纤维，可完全生物降解，具有良好的生物相容性，可以从谷物玉米中取得，也可从木薯、农业废弃物中得到，是一种可持续发展的生态纤维；聚乳酸纤维所制得的织物具有较好的滑爽性、舒适性、透气性和膨松性，同时也由于其开发的产品具有很好的悬垂性、抗皱性以及生物可降解性，对环境不会造成污染，适合加工各种高档服装，是一种极具有发展前景的新型纺织材料，用于纺织服装业的前景将被十分看好。

现如今的聚乳酸纤维工艺可以分为三类：熔融纺丝、溶液纺丝以及静电纺丝。对于溶液纺丝方面，由于现如今溶解聚乳酸的溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷以及甲苯等有机溶剂，这类溶剂的沸点相对较低，在溶解过程中容易挥发，不便于加工；而它们也属于有毒物质，在溶剂回收以及后处理方面较难做到绿色环保健康，所以对于聚乳酸的溶液纺丝只停留在实验室阶段。对于静电纺丝方面，也存在着较多问题使得其也只能停留在实验室阶段，如对电动力与聚合物流体的关系不明确，得到的产量很低，纤维的力学强度不够等。对于熔融纺丝，现如今的聚乳酸纤维的生产均通过熔融纺丝得到，但是这种方法对于加工条件要求非常苛刻，得到的聚乳酸纤维与其他种类纤维进行比较，常常具有力学强度低，耐热性不足等缺陷。并且聚乳酸在高温条件下极其容易水解，导致聚乳酸纤维产率往往相对较低。

公开号为CN106917161A的一种聚乳酸锦纶超细复合纤维及其制备方法的专利中，所制得的聚乳酸虽然改善了聚乳酸纤维的抗菌性，但是存在产率较低，降解率比较高的问题。

公开号为CN106498508A的一种聚乳酸静电纺丝溶液的制备方法的专利中，其溶剂采用三氯甲烷以及二氯甲烷等溶剂，虽然提升了聚乳酸纤维膜的实用性能，但是选用溶剂具有低沸点容易挥发，使得其对环境污染较大。

离子液体作为近些年来兴起的一种具有广阔应用前景的绿色溶剂，具有低高温下不挥发性、良好的有机试剂溶解性、稳定性以及容易与水互溶等优点。离子液体种类繁多，能够与大多数有机物互溶，并且在纺丝的后处理阶段能够用水将其回收，具有环保，高效的特点。但是不同种类的离子溶液对于聚乳酸的溶解能力以及溶解条件也都不相同，所以找到一种高效溶解聚乳酸的离子液体是聚乳酸纤维工艺改进的核心任务。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种通过溶液纺丝来制备聚乳酸纤维的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种通过溶液纺丝来制备聚乳酸纤维的方法，包括以下步骤：

(1)将聚乳酸粉末与离子液体混合，高速搅拌，制得聚乳酸纺丝原液；

(2)将聚乳酸纺丝原液进行脱泡处理；

(3)将经过步骤(2)处理后的纺丝原液通过干喷湿法进行纺丝，得到聚乳酸原丝；

(4)将聚乳酸原丝进行牵伸，并经清洗、干燥、绕卷得到聚乳酸纤维。

在一些实施方式中，