一种高柔韧性聚乳酸面料及其生产工艺的制作方法

专利2025-04-15  5


本发明属于纺织,具体涉及一种高柔韧性聚乳酸面料及其生产工艺。


背景技术:

1、聚乳酸(pla)是一种新型的生物基及可再生生物降解材料,使用可再生的植物资源(如玉米、木薯等)所提取出的淀粉原料制成。聚乳酸纤维是聚乳酸经缩聚和熔融纺丝制成,聚乳酸纤维具有良好的可生物降解性、吸湿导湿性、抑菌性和阻燃性,由聚乳酸纤维制成的衣物环境适应性较好,能在很大程度上缓解纺织服装生产过程中造成的环境污染问题。

2、聚乳酸纤维虽具有很好的力学性能,但断裂伸长率低(通常小于10%)和韧性差的缺点,限制了它在某些特定领域的广泛使用。对于制备面料来说,pla的高脆性成为其致命缺点。由pla的结构可知,pla分子链中的羰基与邻近氧原子共平面,而且与邻近碳原子的距离很近,不易旋转,分子链柔性差,材料呈现质硬且脆,抗冲击性差等特点。

3、为了解决聚乳酸的高脆性、低韧性的缺点,在目前的研究中尝试的主要方法包括化学共聚、塑化和共混等各种技术来进行增韧。聚(ε-己内酯)(pcl)是一种不溶于水的可生物降解的脂肪族聚酯,常用来与plla共混改善其脆性。目前采用聚己内酯增韧聚乳酸已经进行了一些研究探索,在不影响可持续性的情况下来增韧聚乳酸具有良好的发展前景,但也存在着缺陷,从加工和耐热性的方向来看,聚乳酸经过增韧处理之后,仍有结晶速率较慢和热变形温度低等缺陷,会限制聚乳酸的广泛应用,因此要从材料的选择和制备工艺入手研究增韧聚乳酸,同时也要考虑结晶速率和热变形温度。

4、聚乳酸面料在家纺和服装领域使用过程中,易被人体的汗液污染产生细菌,对人体的健康造成威胁,故对聚乳酸纤维抗菌织物的开发是十分必要,通过添加抗菌剂制备的聚乳酸抗菌纺织品具有一定的抑菌性能,但长期使用后,其抑菌性能会逐渐降低,抗菌长效性低。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高柔韧性聚乳酸面料及其生产工艺,以解决聚乳酸面料低韧性的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:

3、本发明提供一种高柔韧性聚乳酸面料,高柔韧性聚乳酸面料由经纱和纬纱经过提花针织而成;

4、所述经纱原料按质量份计包括32-40份改性聚乳酸纤维和4-10份汉麻纤维;

5、所述纬纱原料按质量份计包括32-40份改性聚乳酸纤维和4-10份壳聚糖纤维;

6、所述改性聚乳酸纤维按质量份计由60-80份聚乳酸、10-20份聚己内酯、0.5-3份交联剂和5-15份热致液晶聚合物交联共混后熔融纺丝制成。

7、进一步地,所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰和3–异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷中的任意一种。

8、进一步地,所述热致液晶聚合物为ⅲ型lcp,其热变形温度较ⅰ型和i i型低,熔融温度要求较低,便于与聚乳酸熔融共混。

9、本发明还提供一种如权利要求1-5任意一项所述的高柔韧性聚乳酸面料的生产工艺,包括如下步骤:

10、(1)纺丝:将60-80份聚乳酸、10-20份聚己内酯和0.5-3份交联剂于160-170℃下混合后进行交联反应3-4h,升温至210-240℃下加入5-15份热致液晶聚合物共混后熔融纺丝,制成改性聚乳酸纤维,热致液晶聚合物熔融温度较高,需要提升温度后熔融形成流动态和聚乳酸共混,充分接触有利于原位形成微纤结构;

11、(2)混纺纱线:由32-40份改性聚乳酸纤维和4-10份汉麻纤维混纺制备经纱,由32-40份改性聚乳酸纤维和4-10份壳聚糖纤维混纺制备纬纱,并进行染色处理制备不同颜色的纱线,添加壳聚糖和汉麻纤维后,面料表面存在极性亲水基团,可提升染色效果,且便于清洗;

12、(3)织造:将经纱和纬纱由提花针织机制备面料;

13、(4)后处理:将面料分别进行水洗、定型、烧毛处理后收卷。

14、进一步地,所述提花针织机为双面提花圆机。

15、进一步地,所述水洗温度为60-80℃。

16、进一步地,所述定型温度为110-120℃,定型速度为8-10m/min。

17、进一步地,所述烧毛温度为140℃,烧毛温度过高会造成织物黄变。

18、本发明的有益效果:

19、(1)通过交联共混法,将聚乳酸和聚己内酯在交联剂作用下交联反应,形成具有网状结构的聚乳酸,可提高韧性,且可促进聚乳酸结晶。添加热致液晶聚合物进行共混,热致液晶聚合物在熔融加工过程中会原位形成微纤结构,能起到阻止裂纹拓展的作用,进一步提升聚乳酸纤维韧性,且热致液晶聚合物热变形温度较高,有利于保证聚乳酸的耐热性。

20、(2)将壳聚糖纤维添加到聚乳酸纤维中混纺,壳聚糖含有羟基、氨基等极性基团,可增强面料亲水性,便于织物染色和清洗,带正电荷与细菌蛋白质结合后使其改性并使细菌被絮凝、聚沉,从而抑制其繁殖能力,主要对革兰氏阳性菌具有显著抑菌效果,赋予面料抗菌防臭性能。

21、(3)汉麻纤维耐热性能和韧性较好,横截面为不规则的多边形、三角形等,中腔呈线形或椭圆形,能阻挡紫外线的辐射,含有酚类物质能够有效杀灭霉菌类微生物,且汉麻纤维顶端呈钝圆形,具有柔软的手感,混纺制成的面料抑菌吸湿透气。



技术特征:

1.一种高柔韧性聚乳酸面料,其特征在于,所述高柔韧性聚乳酸面料由经纱和纬纱经过提花针织而成;

2.根据权利要求1所述的一种高柔韧性聚乳酸面料,其特征在于,所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰和3–异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种高柔韧性聚乳酸面料,其特征在于,所述热致液晶聚合物为ⅲ型lcp。

4.一种如权利要求1-3任意一项所述的高柔韧性聚乳酸面料的生产工艺,其特征在于,包括如下步骤:

5.根据权利要求4所述的一种高柔韧性聚乳酸面料的生产工艺,其特征在于,所述提花针织机为双面提花圆机。

6.根据权利要求4所述的一种高柔韧性聚乳酸面料的生产工艺,其特征在于,所述水洗温度为60-80℃。

7.根据权利要求4所述的一种高柔韧性聚乳酸面料的生产工艺,其特征在于,所述定型温度为110-120℃,定型速度为8-10m/min。

8.根据权利要求4所述的一种高柔韧性聚乳酸面料的生产工艺,其特征在于,所述烧毛温度为140℃。


技术总结
本发明公开了一种高柔韧性聚乳酸面料及其生产工艺,属于纺织技术领域,采用交联共混法制备改性聚乳酸纤维,并与壳聚糖纤维和汉麻纤维混纺制备得到高柔韧性聚乳酸面料。交联剂作用下实现聚乳酸和聚己内酯交联,形成网状结构聚乳酸,进一步在高温下与热致液晶聚合物共混,原位形成微纤结构阻止裂纹拓展,共同作用提升面料的韧性,且热致液晶聚合物耐热性较好,可避免对聚乳酸耐热性造成负面影响。添加壳聚糖纤维和汉麻纤维,综合运用两者不同的抗菌机理,达到高效的抑菌性能,可进一步由提花针织机形成具有不同图案的高柔性聚乳酸面料,可广泛应用于家纺和服装领域。

技术研发人员:马晓飞,张志成,袁冰倩,袁梦,张丽
受保护的技术使用者:安徽三宝棉纺针织投资有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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