本發(fā)明涉及環(huán)保新材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種環(huán)保型新材料聚乳酸纖維制備方法。

背景技術(shù)：

聚乳酸(polylacticacid，pla)纖維俗稱玉米纖維，可以完全生物降解，是一種可持續(xù)發(fā)展的綠色環(huán)保纖維。聚乳酸纖維以植物為原料制取，其制品廢棄后在土壤或海水中經(jīng)微生物作用可分解成二氧化碳和水，燃燒時(shí)不會(huì)散發(fā)毒氣而造成污染。

聚乳酸纖維充分體現(xiàn)了天然纖維和合成纖維的優(yōu)點(diǎn)，克服了天然纖維和合成纖維的一些缺點(diǎn)，如它具有天然纖維的降解性、吸濕透氣性和舒適性，又克服了天然纖維強(qiáng)度低、服裝面料易變形等缺點(diǎn)；它天生阻燃，同時(shí)也不像棉、粘膠那樣容易滋生細(xì)菌。因此，被廣泛應(yīng)用于家紡、服裝、填充料以及無紡布等領(lǐng)域。

我國(guó)對(duì)聚乳酸纖維的研究起步較晚，2002年，儀征化纖股份有限公司技術(shù)中心利用美國(guó)natureworks公司提供的聚乳酸樹脂，借鑒和利用聚酯纖維紡絲工藝進(jìn)行紡絲、拉伸、加彈等，制備出了聚乳酸纖維。

現(xiàn)有的纖維制造方法有多種，包括直接紡絲法、復(fù)合紡絲法、共混海島法、拉拔法、模板合成法、界面聚合法、相分離法、生物法以及閃蒸紡絲法等，其中已工業(yè)化的技術(shù)有直接紡絲法、復(fù)合紡絲法和共混紡絲法。其中，共混紡絲法因?yàn)閷?duì)設(shè)備和技術(shù)相對(duì)要求低，工藝簡(jiǎn)單，成本較低，所制備出的纖維細(xì)度小等優(yōu)點(diǎn)而日益發(fā)展。其原理是將部分相容或非相容的聚合物共混物熔融紡絲，得到基體-微纖（海-島）型共混纖維，然后溶解除去基體相，就可以得到分散相的聚合物纖維。由于纖維成形過程中的取向和結(jié)晶作用，該方法所得的纖維物理機(jī)械性能較好。

在現(xiàn)有的研究成果和公開文獻(xiàn)中，尚未發(fā)現(xiàn)一種環(huán)保型新材料聚乳酸纖維制備方法，原材料容易獲得，生產(chǎn)過程安全環(huán)保。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的

本發(fā)明提出了一種環(huán)保型新材料聚乳酸纖維制備方法，以玉米、小麥、木薯等農(nóng)作物為原料，適合工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)，且成本低，速度快，質(zhì)量穩(wěn)定，對(duì)環(huán)境污染小。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案

本發(fā)明提出的一種環(huán)保型新材料聚乳酸纖維制備方法，包括如下步驟：

（1）提取原料，在生物催化劑的作用下，加入純?nèi)樗岷吞妓徕}進(jìn)行發(fā)酵，獲得發(fā)酵液；

（2）向發(fā)酵液中加入硫酸，充分?jǐn)嚢韬筮^濾，對(duì)濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，并再次過濾，獲得乳酸；

（3）乳酸經(jīng)過精制、脫水低聚、高溫裂解，生成環(huán)狀二聚體丙交酯，再開環(huán)縮聚合成聚乳酸;

（4）聚乳酸干燥處理，添加助劑和保護(hù)氣體，合理控制溫度，聚乳酸處于熔融狀態(tài)下連續(xù)紡絲。

進(jìn)一步的，所述步驟（1）中提取原料為玉米、小麥、木薯中的一種，所述生物催化劑為麥芽酶、糖化酶中的一種。

進(jìn)一步的，所述步驟（2）中硫酸的體積百分?jǐn)?shù)為40-50%

進(jìn)一步的，所述步驟（3）中將乳酸以特殊的濃縮制程，轉(zhuǎn)變成丙交酯，即中間型產(chǎn)物減水乳酸。

進(jìn)一步的，所述步驟（4）中助劑為亞磷酸三壬基苯酯，其質(zhì)量為干燥聚乳酸的0.3%-2%。

進(jìn)一步的，所述步驟（4）中保護(hù)氣體為氮?dú)猓瑥亩行p少聚乳酸熱降解。

進(jìn)一步的，所述步驟（4）中溫度范圍40-45度。

進(jìn)一步的，所述步驟（4）中紡絲速度選擇1000m/min，提高紡絲速度，縮短熔體與空氣的接觸時(shí)間，可抑制熱降解和水解，穩(wěn)定相對(duì)分子質(zhì)量。

本發(fā)明所產(chǎn)生的技術(shù)效果

本發(fā)明提出的一種環(huán)保型新材料聚乳酸纖維制備方法，原材料容易獲得，生產(chǎn)聚乳酸纖維成本低，紡絲速度快，且質(zhì)量穩(wěn)定，對(duì)環(huán)境污染小，適合大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)。

附圖說明

圖1聚乳酸纖維制備方法。

圖2制備聚乳酸纖維放大。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例

（1）提取玉米原料，在生物催化劑麥芽酶的作用下，加入純?nèi)樗岷吞妓徕}進(jìn)行發(fā)酵，獲得發(fā)酵液；

（2）向發(fā)酵液中加入硫酸，硫酸的體積百分?jǐn)?shù)為50%，充分?jǐn)嚢韬筮^濾，對(duì)濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，并再次過濾，獲得乳酸；

（3）乳酸經(jīng)過精制、脫水低聚、高溫裂解，生成環(huán)狀二聚體丙交酯，將乳酸以特殊的濃縮制程，轉(zhuǎn)變成丙交酯，即中間型產(chǎn)物減水乳酸，再開環(huán)縮聚合成聚乳酸;

（4）聚乳酸干燥處理，添加助劑亞磷酸三壬基苯酯，其質(zhì)量為干燥聚乳酸的0.3%-2%，添加保護(hù)氣體氮?dú)?，溫度控制?0-45度，紡絲速度選擇1000m/min，聚乳酸處于熔融狀態(tài)下連續(xù)紡絲。

聚乳酸熔點(diǎn)35-40度，聚乳酸降解會(huì)隨著加工溫度的上升而加劇，聚合物的熔體黏度下降，影響紡絲正常進(jìn)行。提高紡絲速度，縮短熔體與空氣的接觸時(shí)間，從而有效減少聚乳酸熱降解。所制備的聚乳酸纖維，相對(duì)分子質(zhì)量溫度，大于5000，放大如圖2所示。

以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及環(huán)保新材料技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種環(huán)保型新材料聚乳酸纖維制備方法，提取原料，在生物催化劑的作用下，加入純?nèi)樗岷吞妓徕}進(jìn)行發(fā)酵，獲得發(fā)酵液；向發(fā)酵液中加入硫酸，充分?jǐn)嚢韬筮^濾，對(duì)濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，并再次過濾，獲得乳酸；乳酸經(jīng)過精制、脫水低聚、高溫裂解，生成環(huán)狀二聚體丙交酯，再開環(huán)縮聚合成聚乳酸;聚乳酸干燥處理，添加助劑和保護(hù)氣體，溫度控制在40?45度，聚乳酸處于熔融狀態(tài)下連續(xù)紡絲。生產(chǎn)聚乳酸纖維成本低，紡絲速度快，且質(zhì)量穩(wěn)定，對(duì)環(huán)境污染小，適合大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：楊陽(yáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州宇希新材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.02
技術(shù)公布日：2017.08.29