[发明专利]超细弹性无纺布及其制备方法

说明书

本发明提供了一种基于平面接收式离心纺装置制备的超细弹性无纺布及其制备方法，通过将聚氨酯颗粒溶于N，N‑二甲基甲酰胺中配置纺丝液，然后将纺丝液注入平面接收式离心纺装置中进行离心纺丝。通过合理设置离心纺纺丝参数，保证了纺丝过程的顺利进行，制得的超细弹性无纺布中的纤维直径可达2.1±1.1μm，排列致密，拉伸强度可达到18.59±5.59MPa，断裂伸长率可达到450±20％，且该方法操作过程简单、适宜规模化量产、生产效率高。

技术领域

本发明涉及无纺布领域，特别是涉及一种基于平面接收式离心纺装置制备的超细弹性无纺布及其制备方法。

背景技术

聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯，主链上含有较多氨基甲酸酯基团或脲基团的高分子聚合物，它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基加聚而成的化合物；聚氨酯是由硬段相和软段相组成的高分子材料，其性能主要取决于软硬段的相结构和微相分离程度，聚氨酯中的硬段是由强极性和刚性的氨基甲酸酯等基团组成，由于其内聚能大，分子间形成的氢键使其聚集在一起形成硬段区；而极性较弱的聚醚段或聚酯段等聚集在一起形成软段区；由于聚氨酯含有极性比较强的氨基甲酸酯基，难溶于非极性的溶剂中，具有良好的耐油性、优异的韧性、耐磨性能、耐老化性以及具有良好的粘合性，其生物相容性和血液相容性也很好，非常耐微生物，易于加工，能采用通常的方法灭菌，可适合于所需的医疗环境，因而广泛应用于医药以及材料的制备领域。

在离心纺丝制备纳/微米纤维的过程中，收集方式对射流的运动轨迹和受力过程有重要影响，进而影响纤维的形态和性能；此外，纺丝液浓度、转速、喷丝孔直径等工艺参数也有重要影响。传统的离心纺丝设备通常使用环形收集棒收集，这种收集方式获得的纤维为不连续的短纤，生产效率低下，限制了离心纺在大规模生产中的应用，而且制备得到的纤维性能不佳。

申请号为CN201210448865.5的专利申请公开了一种制备低温定型聚氨酯弹性纤维的方法，该方法采用聚醚二元醇PTMG、聚酯二元醇PE、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、四甲基苯二甲基二异氰酸酯m-TMXDI进行缩聚反应，得到氨基甲酸酯预聚物；并以DMAC或DMF作为溶剂，对预聚物进行充分溶解；然后，使用扩链剂、链终止剂溶液对预聚物进行扩链和链终止反应，得到聚氨酯脲溶液；最后，在聚氨酯脲溶液中添加各种功能助剂，并借助干法纺丝系统制备得到具有低温定型性能的聚氨酯弹性纤维，虽然该方法制备得到的聚氨酯弹性纤维定型性能较好，但是其存在以下不足：操作过程复杂，采用的干法纺丝系统产量较低、不适应量产。

申请号为CN201910431025X的发明专利提供了一种平面接收式离心纺自动生产设备及方法，其提出的离心纺设备在喷丝装置下方设置连续的平面收集带，喷丝器在高速旋转时喷出的纺丝溶液固化后呈螺旋线下降至收集带上表面以形成连续不断的离心纺纤维网，解决了离心纺难以得到连续长丝的问题，实现了离心纺连续批量化生产。

发明内容

本发明的目的在于基于上述平面接收式离心纺装置，提供一种力学性能良好、适宜大规模量产、生产效率高的超细弹性无纺布及其制备方法。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种基于平面接收式离心纺装置制备超细弹性无纺布的方法，包括如下步骤：

S1，配制纺丝液：取预定量的聚氨酯颗粒溶于N，N-二甲基甲酰胺中，搅拌均匀后真空脱泡配制成预定质量浓度的纺丝液；其中，搅拌温度为20～45℃，搅拌速率为500～1000r/min，搅拌时间为0.5～5h，真空脱泡处理时间为10～60min；

S2，离心纺丝：将步骤S1配制的所述纺丝液注入平面接收式离心纺装置中进行离心纺丝，得到超细弹性无纺布。

作为本发明的进一步改进，在步骤S1中，所述聚氨酯颗粒与所述N，N-二甲基甲酰胺的质量分数比为20％：80％～50％：50％。