專利名稱：完全可生物降解聚丁二酸丁二醇酯長(zhǎng)絲的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚丁二酸丁二醇酯長(zhǎng)絲制備領(lǐng)域，特別是指一種完全可生物降解聚丁二酸丁二醇酯長(zhǎng)絲的制備方法。
背景技術(shù)：
完全生物降解塑料是使用中保持與現(xiàn)有塑料相同程度的功能，使用后能為自然界中細(xì)菌、真菌、海藻等微生物作用，最終分解成水和二氧化碳等無(wú)機(jī)物的高分子材料，從而防止對(duì)環(huán)境的污染，起到了保護(hù)土壤和環(huán)境的作用，所以被稱為“綠色塑料”。完全生物降解塑料從原料的組成和制備方法上可分為微生物合成降解塑料、天然產(chǎn)物降解塑料和化學(xué)合成降解塑料?；瘜W(xué)合成降解塑料可分為脂肪族聚酯和芳香族聚酯。目前，脂肪族聚酯是生物降解材料中最有發(fā)展前景的一類高分子材料。脂肪族聚酯中，PBS的綜合性能最佳，性價(jià)比合理，是生物降解材料中的佼佼者。而且合成PBS的原料1，4 丁二酸和1，4 丁二醇，不僅可由石油化工路線途徑獲得，也可由煤化工路線或生物發(fā)酵路線獲得，更具有環(huán)保意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。近年國(guó)內(nèi)外對(duì)PBS基降解塑料的研究較活躍，但對(duì)100%PBS用于制備纖維的報(bào)道少之又少。如日本的尤尼吉卡公司用含有PBS和丁二酸乙二醇酯的共聚物制備具有高拉伸強(qiáng)度的生物降解性耐熱皮芯聚酯單絲，皮層聚合物熔點(diǎn)比芯層低，制得的單絲在土壤中埋藏三個(gè)月后質(zhì)量損失3.6%。該公司還發(fā)明了將PBS和丁二酸乙二醇酯共聚物、聚己二酸丁二醇酯或聚癸二酸酯按不同比例紡成的同心三層結(jié)構(gòu)的復(fù)合長(zhǎng)線，據(jù)稱這種熔紡纖維具有優(yōu)良的物理性能，而且能夠完全降解。如金伯利-克拉克環(huán)球有限公司開(kāi)發(fā)了一種親水粘合用纖維。此種纖維可通過(guò)聚烯烴芯材料與高度可濕脂 肪族聚酯共混物皮殼材料共紡制成。高度可濕脂族聚酯共混物的組成包括PBS、丁二酸-己二酸丁二醇酯共聚物、聚己內(nèi)酯聚合物、這些聚合物的混合物或者這些聚合物的共聚物，多元羧酸，以及潤(rùn)濕劑等。該親水粘合用纖維的生物降解能力顯著改善，且易于加工。該親水粘合用纖維制成的一次性吸收制品可用于吸收體液等流體。如公開(kāi)號(hào)CN101597815A，2009.12.9，公開(kāi)了“一種聚丁二酸丁二醇酯纖維的制備方法”，將紡絲原料聚丁二酸丁二醇酯與紡絲原料相變材料微膠囊按質(zhì)量比為(88 100): (12 O)，紡絲加工添加劑與聚丁二酸丁二醇酯和相變材料微膠囊的總質(zhì)量按質(zhì)量比為(0.1 0.5): 100進(jìn)行配比混合；500 800m/min紡絲速度熔融紡絲；牽伸、熱定型，即得到聚丁二酸丁二醇酯纖維。以上的研究或公開(kāi)文獻(xiàn)都是將PBS與其他材料共混制備纖維，對(duì)完全可生物降解材料PBS純粹用于熔融紡絲技術(shù)制備長(zhǎng)絲目前還沒(méi)有找到相關(guān)的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種完全可生物降解聚丁二酸丁二醇酯長(zhǎng)絲的制備方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中聚丁二酸丁二醇酯不能單獨(dú)熔融紡絲的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種完全可生物降解聚丁二酸丁二醇酯長(zhǎng)絲的制備方法，包括:(a)干燥聚丁二酸丁二醇酯切片；其中干燥溫度為60_90°C，時(shí)間為6_12h ；(b)將干燥后的所述聚丁二酸丁二醇酯切片進(jìn)行熔融紡絲，得到聚丁二酸丁二醇酯預(yù)取向絲P0Y、全取向絲FDY或高取向絲HOY ；紡絲溫度:聯(lián)苯160°C 270°C，螺桿溫度135°C 270°C ;紡絲速度:1500 4200m/min ；(c)將預(yù)取向絲進(jìn)行后道加工，制備聚丁二酸丁二醇酯長(zhǎng)絲；拉伸倍數(shù):1.2
1.85倍、變形溫度50 100°C、卷繞速度:450 650m/min。本發(fā)明步驟(a)的干燥溫度為60_90°C，低于60°C干燥效果不好，高于90°C切片易變質(zhì)，性能發(fā)生改變。作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟(b)組件配方為:金屬砂10/20網(wǎng)一半，再用250-300目濾網(wǎng)填滿。作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟(b)冷卻風(fēng)溫20°C 26°C，風(fēng)速0.25 0.45m/s，油嘴位置距噴絲板80 130cm。作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟(b)紡絲角度6 8度。
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作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟(a)干燥前先進(jìn)行預(yù)結(jié)晶。有益效果(I)本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，綠色環(huán)保，紡絲加工性能好；該制備方法可以得到100%的PBS長(zhǎng)絲；紡絲、加彈及后整理均采用低溫方法，大大低于所有合成纖維所需溫度，節(jié)能減排，達(dá)到節(jié)能低碳的目的；(2)本發(fā)明的制備方法與其它合成纖維相比，PBS長(zhǎng)絲紡絲溫度低40 60°C，低溫節(jié)能效果明顯；(3)本發(fā)明制備得到的長(zhǎng)絲克服了滌綸和錦綸透氣性差、丙綸易老化的缺點(diǎn)，具有天然纖維柔軟舒適、易護(hù)理、易染色的特點(diǎn)；用該纖維織成的織物，具有優(yōu)良的輕盈、親膚、透氣、綠色環(huán)保的性能，特別是其完全可生物降解的特性，迎合了目前社會(huì)提倡的低碳環(huán)保的發(fā)展理念。
具體實(shí)施例方式下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明通過(guò)改進(jìn)工藝，提供了完全可生物降解材料PBS纖維的前道和后道的制備方法，通過(guò)本發(fā)明的方法可以由PBS制備100%完全可生物降解長(zhǎng)絲，目前國(guó)內(nèi)外尚處于研究階段。具體參見(jiàn)實(shí)施例。實(shí)施例1一種完全可生物降解聚丁二酸丁二醇酯長(zhǎng)絲的制備方法，包括:
(a)從市場(chǎng)上購(gòu)買聚丁二酸丁二醇酯(PBS)切片，切片進(jìn)行預(yù)結(jié)晶后進(jìn)入干燥塔，利用真空轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)對(duì)PBS切片進(jìn)行干燥，轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)筒是略帶傾斜并能回轉(zhuǎn)的圓筒體，濕切片從一端上部進(jìn)入，干切片從另一端下部收集。熱風(fēng)從進(jìn)料端或出料端進(jìn)入，從另一端上部排出。筒內(nèi)裝有順向抄板，使切片在筒內(nèi)回轉(zhuǎn)過(guò)程中不斷抄起灑下，使其充分與熱氣流接觸，以提高干燥效率。干燥溫度為60 90°C，時(shí)間為6 12h，使得切片含水率低于50ppm。(b)將上述干燥后的切片進(jìn)行熔融紡絲，得到聚丁二酸丁二醇酯預(yù)取向絲Ρ0Υ、全取向絲FDY及高取向絲Η0Υ。紡絲溫度:聯(lián)苯160°C，螺桿溫度270°C ;紡絲速度:1500 4200m/min。(c)將預(yù)取向絲進(jìn)行后道加工，制備聚丁二酸丁二醇酯長(zhǎng)絲；拉伸倍數(shù):1.2倍、變形溫度100°c、卷繞速度450 650m/min。上述完全可生物降解聚丁二酸丁二醇酯長(zhǎng)絲不限于此種制備方法。實(shí)施例2一種完全可生物降解聚丁二酸丁二醇酯長(zhǎng)絲的制備方法，包括:Ca)從市場(chǎng)上購(gòu)買聚丁 二酸丁二醇酯(PBS)切片，切片先進(jìn)入預(yù)結(jié)晶器(是否經(jīng)過(guò)與結(jié)晶器是根據(jù)材料的條件進(jìn)行選擇)，再進(jìn)入干燥塔，利用真空轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)對(duì)PBS切片進(jìn)行干燥，轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)筒是略帶傾斜并能回轉(zhuǎn)的圓筒體，濕切片從一端上部進(jìn)入，干切片從另一端下部收集。熱風(fēng)從進(jìn)料端或出料端進(jìn)入，從另一端上部排出。筒內(nèi)裝有順向抄板，使切片在筒內(nèi)回轉(zhuǎn)過(guò)程中不斷抄起灑下，使其充分與熱氣流接觸，以提高干燥效率。干燥溫度為60 90°C，時(shí)間為6 12h，使得切片含水率低于50ppm。(b)將上述干燥后的切片進(jìn)行熔融紡絲，得到聚丁二酸丁二醇酯預(yù)取向絲Ρ0Υ、全取向絲FDY及高取向絲Η0Υ。組件配方為:金屬砂10/20網(wǎng)一半，再用250-300目濾網(wǎng)填滿。紡絲溫度:聯(lián)苯270°C，螺桿溫度135°C ;紡絲速度:預(yù)取向絲P0Y2500 3500m/min、全取向絲FDY3500 4200m/min、高取向絲H0Y3000 4000m/min ;紡絲角度6 8度。(C)將預(yù)取向絲POY進(jìn)行后道加工，制備聚丁二酸丁二醇酯長(zhǎng)絲；拉伸倍數(shù):1.85倍、變形溫度50°C、卷繞速度450 650m/min。上述完全可生物降解聚丁二酸丁二醇酯長(zhǎng)絲不限于此種制備方法。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種完全可生物降解聚丁二酸丁二醇酯長(zhǎng)絲的制備方法，包括: Ca)干燥聚丁二酸丁二醇酯切片；其中干燥溫度為60-90°C，時(shí)間為6-12h ； (b)將干燥后的所述聚丁二酸丁二醇酯切片進(jìn)行熔融紡絲，得到聚丁二酸丁二醇酯預(yù)取向絲POY、全取向絲FDY或高取向絲HOY ； 紡絲溫度:聯(lián)苯160°C 270°C，螺桿溫度135°C 270°C ;紡絲速度:1500 4200m/min ； (c)將預(yù)取向絲進(jìn)行后道加工，制備聚丁二酸丁二醇酯長(zhǎng)絲； 拉伸倍數(shù):1.2 1.85倍、變形溫度50 100°C、卷繞速度:450 650m/min。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種完全可生物降解聚丁二酸丁二醇酯長(zhǎng)絲的制備方法，其特征在于，所述步驟(b)組件配方為:金屬砂10/20目一半，再用250-300目濾網(wǎng)填滿。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種完全可生物降解聚丁二酸丁二醇酯長(zhǎng)絲的制備方法，其特征在于，所述步驟(b)冷卻風(fēng)溫20°C 26°C，風(fēng)速0.25 0.45m/s,油嘴位置距噴絲板80 130cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種完全可生物降解聚丁二酸丁二醇酯長(zhǎng)絲的制備方法，其特征在于，所述步驟(b)紡絲角度6 8度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種完全可生物降解聚丁二酸丁二醇酯長(zhǎng)絲的制備方法，其特征在于，所述步驟(a)干燥前`先進(jìn)行預(yù)結(jié)晶。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種完全可生物降解聚丁二酸丁二醇酯長(zhǎng)絲的制備方法，包括(a)干燥聚丁二酸丁二醇酯切片；其中干燥溫度為60-90℃，時(shí)間為6-12h；(b)將干燥后的所述聚丁二酸丁二醇酯切片進(jìn)行熔融紡絲，得到聚丁二酸丁二醇酯預(yù)取向絲POY、全取向絲FDY或高取向絲HOY；(c)將預(yù)取向絲進(jìn)行后道加工，制備聚丁二酸丁二醇酯長(zhǎng)絲；拉伸倍數(shù)1.2～1.85、變形溫度50～100℃、卷繞速度450～650m/min。本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，綠色環(huán)保，紡絲加工性能好；該制備方法可以得到100%的PBS長(zhǎng)絲；采用低溫，節(jié)能減排，低碳。
文檔編號(hào)D01D13/00GK103243409SQ20131014635
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月24日
發(fā)明者徐雙喜, 楊國(guó)軍, 陳躍平, 楊美桂 申請(qǐng)人:紹興九洲化纖有限公司