本發(fā)明涉及纖維制造，特別是涉及一種抗降解增強(qiáng)型pla長(zhǎng)絲及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、聚乳酸(pla)纖維不但具備非常出色的加工性能，能夠適應(yīng)溶液紡絲和熔融紡絲等傳統(tǒng)的工藝，以及靜電紡絲、超臨界流體法等新型紡絲工藝，還具備優(yōu)異的使用性能。具體地，pla呈弱酸性，與皮膚酸堿性相近，具備生物相容性；pla降解過(guò)程釋放的乳酸類(lèi)物質(zhì)，有助于消除角質(zhì)，促進(jìn)新陳代謝，有助于皮膚膠原蛋白生長(zhǎng)，因此pla具備美膚護(hù)膚特性；pla還可以有效吸附醋酸、氨氣、異戊酸、壬烯醛等物質(zhì)，具備消臭防霉的特性；pla纖維的回潮率為0.4～0.6，并且擁有特殊異型截面，具有芯吸效應(yīng)，因此具備導(dǎo)濕快干的特性；綜合對(duì)比各類(lèi)織物，pla織物尺寸穩(wěn)定性好，有棉的舒適、粘膠的懸垂、滌綸的強(qiáng)度。pla的上述性能使得其在服裝領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

2、但是，pla纖維由于高結(jié)晶性、剛性大的特點(diǎn)，存在韌性較差、親膚性差、水洗色牢度低、制備的紡織面料懸垂性不足的缺點(diǎn)。更重要的是，pla分子中存在大量的酯鍵，極易水解，這首先導(dǎo)致pla纖維在加工過(guò)程中，微量的水分存在都會(huì)使其分子量大幅降低，其次pla纖維制備的面料經(jīng)水洗后，力學(xué)性能喪失較多，耐久性較差，使用期較短。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，pla纖維在50℃的熱水中，浸泡1h，力學(xué)性能就會(huì)喪失20％以上。目前很多pla纖維服裝的項(xiàng)目都因其極易降解、不穩(wěn)定的力學(xué)性能被叫停，pla面料沒(méi)能在市場(chǎng)全面推廣，消費(fèi)者沒(méi)能享受到pla面料的優(yōu)異性能。如何有效提高pla纖維的水洗穩(wěn)定性，是本領(lǐng)域技術(shù)人員要解決的首要問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種抗降解增強(qiáng)型pla長(zhǎng)絲及其制備方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。本發(fā)明的pla長(zhǎng)絲同時(shí)具備優(yōu)異的伸長(zhǎng)率、染色性能和耐水解性能，改善了pla織物的懸垂性和親膚性，可以用于服裝面料，延長(zhǎng)pla服裝面料的使用時(shí)間。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、本發(fā)明的技術(shù)方案之一：一種抗降解增強(qiáng)型pla長(zhǎng)絲，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，原料包括：pla?80～90份和含碳化二亞胺結(jié)構(gòu)的端nco預(yù)聚體10～20份。含碳化二亞胺結(jié)構(gòu)的端nco預(yù)聚體作為pla的擴(kuò)鏈劑。

4、所述碳化二亞胺結(jié)構(gòu)為-n＝c＝n-。

5、使用含碳化二亞胺結(jié)構(gòu)的端nco預(yù)聚體對(duì)pla進(jìn)行擴(kuò)鏈，可以在提高pla長(zhǎng)絲的分子量的同時(shí)，將碳化二亞胺結(jié)構(gòu)連接到大分子鏈上，pla水解生成的端羧基會(huì)迅速的被碳化二亞胺結(jié)構(gòu)捕捉、反應(yīng)，這樣不僅防止了端羧基催化pla快速降解，還不會(huì)降低pla長(zhǎng)絲的整體分子量，從而提高pla長(zhǎng)絲的水解穩(wěn)定性。

6、進(jìn)一步地，所述pla的結(jié)構(gòu)中含有端羥基、端氨基和端羧基中的一種或多種；所述pla的重均分子量＞30000。

7、進(jìn)一步地，所述pla的重均分子量?jī)?yōu)選為35000-113000。

8、進(jìn)一步地，所述pla為pla切片。

9、進(jìn)一步地，所述pla的含水量＜0.03％。

10、進(jìn)一步地，所述含碳化二亞胺結(jié)構(gòu)的端nco預(yù)聚體為含碳化二亞胺結(jié)構(gòu)的大分子多元醇改性端nco預(yù)聚體或含碳化二亞胺結(jié)構(gòu)的大分子多元胺改性端nco預(yù)聚體。

11、進(jìn)一步地，所述含碳化二亞胺結(jié)構(gòu)的大分子多元醇改性端nco預(yù)聚體的制備步驟包括：在70～80℃下，將大分子多元醇和含碳化二亞胺改性mdi的多異氰酸酯混合物混合，攪拌反應(yīng)20～40min，再抽真空處理2～4h，然后降溫至40～50℃熟化44～52h，得到所述含碳化二亞胺結(jié)構(gòu)的大分子多元醇改性端nco預(yù)聚體；

12、或，所述含碳化二亞胺結(jié)構(gòu)的大分子多元胺改性端nco預(yù)聚體的制備步驟包括：在40～50℃下，將大分子多元胺和含碳化二亞胺改性mdi的多異氰酸酯混合物混合，攪拌反應(yīng)20～40min，再抽真空處理2～4h，然后降溫至30～40℃熟化44～52h，得到所述含碳化二亞胺結(jié)構(gòu)的大分子多元胺改性端nco預(yù)聚體。

13、進(jìn)一步地，所述大分子多元醇的數(shù)均分子量為800～4000，或，所述大分子多元胺的數(shù)均分子量為800～4000。

14、進(jìn)一步地，所述大分子多元醇包括聚醚多元醇、聚己內(nèi)酯多元醇、聚乳酸多元醇、聚丙烯酸多元醇和聚酯多元醇中的一種或多種。

15、進(jìn)一步地，所述聚醚多元醇包括聚乙二醇、聚1,2-丙二醇、聚1,3-丙二醇、聚丁二醇、乙二醇/丙二醇共聚物和乙二醇/丁二醇共聚物中的一種或多種。

16、進(jìn)一步地，所述聚酯多元醇包括由己二酸、癸二酸、對(duì)苯二甲酸、丁二酸中的一種或多種和乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-己二醇中的一種或多種為原料制備的聚酯多元醇中的一種或多種。

17、進(jìn)一步地，所述大分子多元胺包括由聚乙二醇、聚1,2-丙二醇、聚1,3-丙二醇、聚丁二醇、乙二醇/丙二醇共聚物或乙二醇/丁二醇共聚物在高溫高壓下氨化得到的聚醚胺中的一種或多種。

18、進(jìn)一步地，所述含碳化二亞胺改性mdi的多異氰酸酯混合物中的nco含量為25～35％。

19、進(jìn)一步地，所述含碳化二亞胺改性mdi的多異氰酸酯混合物中含有的nco的摩爾數(shù)為大分子多元醇中含有的羥基的摩爾數(shù)的160～200％；

20、或，所述含碳化二亞胺改性mdi的多異氰酸酯混合物中含有的nco的摩爾數(shù)為大分子多元胺中含有的胺基的摩爾數(shù)的160～200％。

21、進(jìn)一步地，所述含碳化二亞胺結(jié)構(gòu)的大分子多元醇改性端nco預(yù)聚體的nco含量為2～6wt％，或，所述含碳化二亞胺結(jié)構(gòu)的大分子多元胺改性端nco預(yù)聚體的nco含量為2～6wt％。

22、本發(fā)明的技術(shù)方案之二：上述抗降解增強(qiáng)型pla長(zhǎng)絲的制備方法，包括以下步驟：

23、將pla熔融塑化得到pla熔體；對(duì)所述pla熔體進(jìn)行增壓、過(guò)濾，得到精制熔體；將含碳化二亞胺結(jié)構(gòu)的端nco預(yù)聚體預(yù)熱到80～100℃后與所述精制熔體混合，得到混合熔體；對(duì)所述混合熔體進(jìn)行紡絲、熟化，得到所述抗降解增強(qiáng)型pla長(zhǎng)絲。

24、進(jìn)一步地，所述熔融塑化在單螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行，所述單螺桿擠出機(jī)7段控溫。

25、進(jìn)一步地，所述熔融塑化的溫度為170-230℃(具體指單螺桿擠出機(jī)的操作溫度范圍)。

26、進(jìn)一步地，所述熟化的條件包括：溫度為30℃，濕度為60％，時(shí)間為7天。

27、進(jìn)一步地，所述將含碳化二亞胺結(jié)構(gòu)的端nco預(yù)聚體預(yù)熱到80～100℃后與所述精制熔體混合后，還包括過(guò)濾的步驟。

28、進(jìn)一步地，所述紡絲、熟化的具體操作步驟包括：將所述混合熔體經(jīng)由噴絲板噴出細(xì)絲熔體，依次經(jīng)過(guò)冷卻、加捻、上油、牽引、導(dǎo)絲、卷繞工序得到pla絲筒；將所述pla絲筒在溫度為30℃，濕度為60％的條件下熟化7天，得到抗降解增強(qiáng)型pla長(zhǎng)絲成品。

29、本發(fā)明的技術(shù)方案之三：上述抗降解增強(qiáng)型pla長(zhǎng)絲在制備服裝面料中的應(yīng)用。

30、本發(fā)明公開(kāi)了以下技術(shù)效果：

31、(1)本發(fā)明使用含碳化二亞胺結(jié)構(gòu)的端nco預(yù)聚體對(duì)pla進(jìn)行擴(kuò)鏈，相比于使用其它普通的異氰酸酯如hdi(六亞甲基二異氰酸酯)、mdi(二苯甲烷二異氰酸酯)、ipdi(異佛爾酮二異氰酸酯)、hmdi(二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯)等擴(kuò)鏈，可以在提高pla長(zhǎng)絲的分子量的同時(shí)，將碳化二亞胺結(jié)構(gòu)連接到大分子鏈上，pla水解生成的端羧基會(huì)迅速的被碳化二亞胺結(jié)構(gòu)捕捉、反應(yīng)，這樣不僅防止了端羧基催化pla快速降解，還不會(huì)降低pla長(zhǎng)絲的整體分子量，從而提高pla長(zhǎng)絲的水解穩(wěn)定性，進(jìn)而提高了pla長(zhǎng)絲制備的面料的使用時(shí)間。

32、(2)本發(fā)明將具備柔性鏈段的含碳化二亞胺結(jié)構(gòu)的端nco預(yù)聚體(含碳化二亞胺結(jié)構(gòu)的大分子多元醇改性端nco預(yù)聚體或含碳化二亞胺結(jié)構(gòu)的大分子多元胺改性端nco預(yù)聚體，大分子多元醇或大分子多元胺改性引入了柔性鏈段)引入到pla大分子鏈中，不用考慮改性鏈段和pla大分子鏈的物理相容性，可以從本征上提高pla的韌性，本發(fā)明制備的pla長(zhǎng)絲的斷裂伸長(zhǎng)率提高到了100％以上，這樣的pla長(zhǎng)絲制備的服裝面料將有更好的懸垂性和親膚性。

33、(3)含碳化二亞胺結(jié)構(gòu)的端nco預(yù)聚體鏈段的引入，破壞了pla大分子的結(jié)晶，能在pla長(zhǎng)絲分子間創(chuàng)建出較大的孔隙，方便了分散性染料進(jìn)入到pla長(zhǎng)絲內(nèi)部，染色降溫后，孔隙被乳酸鏈段包圍，從而提高了pla長(zhǎng)絲的上染率。

34、(4)含碳化二亞胺結(jié)構(gòu)的端nco預(yù)聚體和小分子量的pla切片反應(yīng)，提高了pla的分子量，這樣使用小分子量的pla切片成功制備出了性能優(yōu)異的pla長(zhǎng)絲，降低了pla長(zhǎng)絲的原料pla切片的制備難度，有利于大規(guī)模推廣。