一種聚乳酸/聚己內(nèi)酯熔噴非織造材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種聚乳酸/聚己內(nèi)酯熔噴非織造材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]熔噴非織造技術(shù)正在成為提供新型纖維材料的一種必不可少的重要手段，是新興的材料工業(yè)的分支，正逐漸被應(yīng)用在航天、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療保健和人們?nèi)粘Ｉ畹阮I(lǐng)域。非織造新材料也已成為一種愈來愈重要的產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于過濾材料、吸油材料、隔音材料、醫(yī)用衛(wèi)生材料、工業(yè)及家庭用揩材料、保暖材料等領(lǐng)域。隨著我國各工業(yè)部門現(xiàn)代化建設(shè)的快速發(fā)展，國家對(duì)三廢治理、環(huán)境污染防治愈來愈重視，環(huán)保產(chǎn)業(yè)是一個(gè)很大的市場(chǎng)，不論是現(xiàn)在或?qū)?，非織造材料均有著廣闊的前景。聚乳酸是一種以可再生植物資源為原料經(jīng)過化學(xué)合成制備的可完全生物降解脂肪族聚酯材料。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和熔點(diǎn)(Tm)分別約60°C和170°C，常溫下是一種玻璃態(tài)的硬質(zhì)高分子材料。具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、生物相容性、可吸收性和環(huán)境可降解性，同時(shí)它是目前唯一透明的生物可降解高分子材料，能夠應(yīng)用于透明性材料領(lǐng)域，這一特點(diǎn)使得聚乳酸無論在醫(yī)用材料還是環(huán)保應(yīng)用領(lǐng)域都引起了人們的極大關(guān)注。但是，由于聚乳酸熔噴材料本身存在的缺陷特別是表現(xiàn)為力學(xué)性能方面的脆性，限制其發(fā)展與應(yīng)用?？赏耆到獾木廴樗崛蹏姴牧铣蔀檠芯康臒衢T，因此，柔韌聚乳酸熔噴非織造材料的制備具有廣泛的研究和應(yīng)用價(jià)值。
[0003]近些年，對(duì)聚乳酸非織造產(chǎn)品的制備特別是聚乳酸產(chǎn)品的增韌改性研究較多。國內(nèi)專利文獻(xiàn)如CN 1730763 A、CN 101525812 A、CN 102634932 A公開了聚乳酸紡粘非織材料的制備方法，其特征在于制得了高強(qiáng)度、低伸長，力學(xué)性能優(yōu)良的聚乳酸紡粘非織造材料;CN 1563543XN 101824708 A公開了聚乳酸熔噴非織造材料的制備方法，其特征在于制備了高過濾效率的聚乳酸熔噴非織造產(chǎn)品；CN 101851830 A公開了一種聚乳酸纖維SMS復(fù)合非織造材料的制備方法，特征在于其SMS非織造不由三層無紡材料通過子粘合或熱壓復(fù)合而成，中間層為聚乳酸熔噴無紡材料，上下層為聚乳酸紡粘無紡材料，所得SMS聚乳酸無紡材料具有優(yōu)異的物理性能、過濾性能和屏蔽性能;CN 101168617 A公開了一種聚乳酸增韌改性的方法，其特征在于將一種共聚酯與聚乳酸熔融共混后模塑制得聚乳酸增韌產(chǎn)品，其斷裂伸長提高10%_300%，有效彌補(bǔ)了聚乳酸性脆的問題;CN 102634932 A公開了一種廣告噴繪用聚乳酸紡粘非織材料的制備方法，特征在于其制得的聚乳酸紡粘非織材料性能穩(wěn)定，制作迅速，產(chǎn)品柔韌性好、透光均勻、便于分割、拼接，原料取之天然，與環(huán)境友好。
[0004]以上發(fā)明拓寬了聚乳酸材料的應(yīng)用領(lǐng)域特別在非織材料生產(chǎn)領(lǐng)域，對(duì)于聚乳酸的增韌也具有較好的實(shí)現(xiàn)。但是，大部分對(duì)聚乳酸的增韌產(chǎn)品主要應(yīng)用于塑料和紡絲領(lǐng)域，對(duì)于韌性熔噴非織造材料的研究和制造較少，特別是采用本發(fā)明中的增韌劑和增容劑所制備的柔韌熔噴非織造材料還未見。此發(fā)明，通過添加增容劑改善熔噴材料兩組分間的相容性，從而提高增韌劑在熔噴非織造材料中的增韌效果，在保證拉伸強(qiáng)度變化不大下，顯著改善熔噴非織造材料的韌性，增加熔噴非織造材料的應(yīng)用領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足而提供一種無毒無害、對(duì)環(huán)境友好、可生物降解、力學(xué)性能好的聚乳酸/聚己內(nèi)酯熔噴非織造材料的制備方法。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明聚乳酸/聚己內(nèi)酯熔噴非織造材料的制備方法包括以下步驟:在真空干燥箱將聚乳酸母粒和聚己內(nèi)酯干燥除水;將干燥后的聚乳酸母粒、聚己內(nèi)酯與增容劑在高速攪拌機(jī)中預(yù)混合，所述增容劑是乳酸單體和己內(nèi)酯單體的共聚物，按質(zhì)量份計(jì)，其中，所述聚乳酸母粒為97-99份，聚己內(nèi)酯為1-3份，增容劑為0.06-0.24份;然后通過螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融擠出造粒，再通過熔噴工藝制得聚乳酸/聚己內(nèi)酯熔噴非織造材料。本發(fā)明所用的增容劑為乳酸單體和己內(nèi)酯單體的共聚物，其作用是為了使增韌劑聚己內(nèi)酯與聚乳酸能夠更好的相容，按照上述比例添加聚乳酸母粒、聚己內(nèi)酯和增容劑能在較低原料成本下實(shí)現(xiàn)對(duì)聚乳酸的增韌改性，進(jìn)而解決因聚乳酸和聚己內(nèi)酯兩相不相容而導(dǎo)致的聚乳酸/聚己內(nèi)酯熔噴非織造材料的易脆問題，無需使用其他試劑就能夠改善聚乳酸材料的韌性，顯著提高聚乳酸/聚己內(nèi)酯熔噴非織造材料的斷裂伸長率，同時(shí)熔噴材料的拉伸強(qiáng)度變化不大。此外，本發(fā)明增容劑還保持了熔噴非織造材料的生物可降解性。
[0007]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述乳酸單體為左旋乳酸單體或外消旋乳酸單體。
[0008]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述增容劑的粘均分子量為20000-80000 g/mol。
[0009]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述增容劑的粘均分子量為33000-63000 g/mol。
[0010]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述熔噴工藝的參數(shù)為:熔融擠出速度為10-30HZ，側(cè)風(fēng)速度為
0.06-0.12Mpa，接收距離為20_30cm，網(wǎng)帶速度為4_8Hz。。在該工藝條件下可制得纖網(wǎng)均勻、力學(xué)性能優(yōu)異，克重適宜的聚乳酸/聚己內(nèi)酯熔噴非織造材料。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)所用原料全部可完全生物降解，無毒無害，對(duì)環(huán)境友好。(2)原料相對(duì)價(jià)格低廉、制備方法簡單、易于操作。(3)本發(fā)明以乳酸單體和己內(nèi)酯單體的共聚物作為增容劑，通過增容劑提高聚乳酸和聚己內(nèi)酯的相容性，從而提高聚己內(nèi)酯的增韌效果，在拉伸強(qiáng)度變化不大下，顯著提高聚乳酸/聚己內(nèi)酯熔噴非織造材料斷裂伸長率，解決了因聚乳酸和聚己內(nèi)酯兩相不相容而導(dǎo)致的聚乳酸/聚己內(nèi)酯熔噴非織造材料的易脆性問題，無需使用其他試劑有效改善熔噴非織造材料的柔韌性，降低熔噴非織造材料的脆性，為材料的后續(xù)開發(fā)和廣泛應(yīng)用提供了可能。本發(fā)明方法簡單易行，成本低廉。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明各實(shí)施例制得的熔噴非織造材料的應(yīng)力和應(yīng)變變化曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的聚乳酸/聚己內(nèi)酯熔噴非織造材料的制備方法做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0014]實(shí)施例1:
在本實(shí)施例中，原料的配比關(guān)系為:按質(zhì)量份計(jì)，聚乳酸99份，聚己內(nèi)酯1份，不添加增容劑;熔噴工藝的參數(shù)為:熔融擠出速度為10 Hz，側(cè)風(fēng)速度為0.06 Mpa，接收距離為20 cm,網(wǎng)帶速度為4 Hz ο
[0015]按上述配比關(guān)系將聚乳酸母粒和聚己內(nèi)酯置于真空干燥箱中80°C下干燥18h;將干燥后的聚乳酸母粒和聚己內(nèi)酯在高速攪拌機(jī)中預(yù)混合，然后通過螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融共混、擠出造粒，再通過上述熔噴工藝制得聚乳酸/聚己內(nèi)酯熔噴非織造材料，測(cè)得該熔噴非織造材料的斷裂伸長率為16.1%，拉伸強(qiáng)度為36.4N/5cm。
[0016]實(shí)施例2:
在本實(shí)施例中，原料的配比關(guān)系為:按質(zhì)量份計(jì)，聚乳酸99份，聚己內(nèi)酯1份;增容劑是左消旋乳酸單體和己內(nèi)酯單體的共聚物0.06份，該共聚物的粘均分子量為3.3 xlO4 g/mol;熔噴工藝的參數(shù)為:熔融擠出速度為10 Hz，側(cè)風(fēng)速度為0.09 Mpa，接收距離為25 cm,網(wǎng)帶速度為4 Hz ο
[0017]按上述配比關(guān)系將聚乳酸母粒和聚己內(nèi)酯置于真空干燥箱中80°C下干燥18h，然后將干燥后的聚乳酸母粒、聚己內(nèi)酯與增容劑在高速攪拌機(jī)中預(yù)混合，再通過螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融擠出造粒，最后通過上述熔噴工藝制得聚乳酸/聚己內(nèi)酯熔噴非織造材料，測(cè)得該熔噴非織造材料的斷裂伸長率為18.8%，拉伸強(qiáng)度為35.5N/5cm。
[0018]實(shí)施例3:
在本實(shí)施例中，原料的配比關(guān)系為:按質(zhì)量份計(jì)，聚乳酸98份，聚己內(nèi)酯2份;增容劑是左消旋乳酸單體和己內(nèi)酯單體的共聚物0.06份，該共聚物的粘均分子量為3.3 xlO4 g/mol;熔噴工藝的參數(shù)為:熔融擠出速度為10 Hz，側(cè)風(fēng)速度為0.12 Mpa，接收距離為30 cm,網(wǎng)帶速度為8 Hz ο
[0019]按上述配比關(guān)系將聚乳酸母粒和聚己內(nèi)酯置于真空干燥箱中80°C下干燥18h，然后將干燥后的聚乳酸母粒、聚己內(nèi)酯與增容劑在高速攪拌機(jī)中預(yù)混合，再通過螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融擠出造粒，最后通過上述熔噴工藝制得聚乳酸/聚己內(nèi)酯熔噴非織造材料，測(cè)得該熔噴非織造材料的斷裂伸長率為20.3%，拉伸強(qiáng)度為35.7N/5cm。
[0020]實(shí)施例4:
在本實(shí)施例中，原料的配比關(guān)系為:按質(zhì)量份計(jì)，聚乳酸97份，聚己內(nèi)酯3份;增容劑是左消旋乳酸單體和己內(nèi)酯單體的共聚物0.06份，該共聚物的粘均分子量為3.3 xlO4 g/mol;熔噴工藝的參數(shù)為:熔融擠出速度為20 Hz，側(cè)風(fēng)速度為0.12 Mpa，接收距離為25 cm,網(wǎng)帶速度為4 Hz ο
[0021 ]按上述配比關(guān)系將聚乳酸母粒和聚己內(nèi)酯置于真空干燥箱中80°C下干燥18h，然后將干燥后的聚乳酸母粒、聚己內(nèi)酯與增容劑在高速攪拌機(jī)中預(yù)混合，再通過螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融擠出造粒，最后通過上述熔噴工藝制得聚乳酸/聚己內(nèi)酯熔噴非織造材料，測(cè)得該熔噴非織造材料的斷裂伸長率為21.7%，拉伸強(qiáng)度為34.8N/5cm。
[0022]實(shí)施例5:
在本實(shí)施例中，原料的配比關(guān)系為:按質(zhì)量份計(jì)，聚乳酸97份，聚己內(nèi)酯3份;外消旋旋乳酸單體和己內(nèi)酯單體的共聚物0.15份，該共聚物的粘均分子量為3.3 xlO4 g/mol;熔噴工藝的參數(shù)為:熔融擠出速度為20 Hz，側(cè)風(fēng)速度為0.06 Mpa，接收距離為30 cm，網(wǎng)帶速度為 6 Hz ο
[0023]按上述配比關(guān)系將聚乳酸和聚己內(nèi)酯母粒置于真空干燥箱中80°C下干燥18h，然后將干燥后的聚乳酸母粒、聚己內(nèi)酯與增容劑在高速攪拌機(jī)中預(yù)混合，再通過螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融擠出造粒，最后通過上