[发明专利]含金属改性十字型酯化物的PLA纤维的熔体直纺方法

说明书

本发明涉及一种含金属改性十字型酯化物的PLA纤维的熔体直纺方法，具体为：在PLA熔体直纺过程中在线添加PLA母粒制得含金属改性十字型酯化物的PLA纤维，PLA母粒中均匀分散有不溶不熔的金属改性十字型酯化物，其为十字型酯化物与金属离子交联形成的网络聚合物，金属改性十字型酯化物在80℃以下不溶于有机溶剂I，在室温至T范围内不熔融，T≥380℃，交联是通过十字型酯化物分子内部双键上的氧原子与金属离子通过配位键连接同时十字型酯化物分子中的酸根离子与金属离子通过离子键连接实现的；本发明制备方法简单，成本低廉；制得的产品具有优良的力学、抗菌和阻燃性能，实现了纤维的高感性化和高性能化，市场应用前景广阔。

技术领域

本发明属于功能纤维技术领域，涉及一种含金属改性十字型酯化物的PLA纤维的熔体直纺制备方法。

背景技术

目前，常见的合成纤维如聚酯、尼龙等，其物理和化学性质稳定，但存在着使用后废弃物无法分解的问题。为了实现可持续发展，纺织领域需要有新的替代原料，特别是对环境友好的聚合物，聚乳酸(PLA)属于线性脂肪族热塑性聚酯，具有良好的生物相容性和可降解性能，在一定条件下可分解为水和二氧化碳。

PLA纤维相对于来源于石油基的PET纤维而言，具有透湿性好、弹性回复高、燃烧热小、燃烧发烟少、耐紫外线性好以及折射率低等优点，并且富有光泽、织物手感好及可生物降解。然而，随着人们生活水平的提高，对纤维的性能的要求也在逐渐提高，特别是纤维的阻燃性能和抗菌性能，PLA纤维自身并不具有阻燃和抗菌功能，这在一定程度上限制了聚乳酸纤维的规模化使用。

酯化物由于与聚酯等聚合物结构类似，相容性好，常被用作功能化改性载体。对酯化物进行功能化改性后，将其与聚酯等聚合物熔融共混能够实现对聚合物的改性。其中十字型酯化物由于其分子结构较为复杂，可连接功能性粒子的基团多，是一种理想的功能化改性载体。然而，功能性十字型酯化物的熔点不高，一般在60～70℃，这对其存储及运输均提出了一定的要求，增加了使用成本。同时，由于低分子酯化物型助剂的添加会极大的提高聚合物的流变性能，聚合物中十字型酯化物的含量过高会给聚合物的加工成型带来困难，其在使用时的添加量通常不超过6～8wt％，而如此低添加量的功能型母粒难以满足相应的功能性需求。因此在目前功能型母粒的制备过程中，使用十字型酯化物作为功能性添加剂的母粒并不多见。

因此，克服十字型酯化物自身的缺陷以利用其对PLA纤维进行阻燃和抗菌改性极具现实意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服十字型酯化物自身的缺陷，利用其制备一种含金属改性十字型酯化物的PLA纤维。本发明先对十字型酯化物进行改性制得了一种具有不溶不熔特性的金属改性十字型酯化物，金属改性十字型酯化物的熔点高于绝大多数聚合物的熔融温度，在与聚合物熔融共混时不会发生熔融，因而不会造成共混物加工成型困难，再利用金属改性十字型酯化物对对PLA进行改性，金属改性十字型酯化物负载有金属离子，金属离子赋予了PLA纤维良好的阻燃性能、抗菌性能及机械性能。

为了达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

含金属改性十字型酯化物的PLA纤维的熔体直纺方法，在PLA熔体直纺过程中在线添加PLA母粒制得含金属改性十字型酯化物的PLA纤维；

PLA母粒中均匀分散有不溶不熔的金属改性十字型酯化物；

不溶不熔的金属改性十字型酯化物为十字型酯化物与金属离子交联形成的网络聚合物，金属改性十字型酯化物具有不溶不熔的特性，在80℃以下不溶于有机溶剂I，在室温至T范围内不熔融，T≥380℃；本发明的金属改性十字型酯化物的熔点高于绝大多数聚合物的熔融温度，在与聚合物熔融共混时不会发生熔融，因而不会造成共混物加工成型困难；

所述十字型酯化物的结构式如下：