一种含茶叶渣的聚乳酸纤维面料制作方法及其面料与流程

2021-01-21 16:01:58|

337|

起点商标网

本发明涉及纺织
技术领域：
，尤其涉及一种含茶叶渣的聚乳酸纤维面料制作方法及其面料。
背景技术：
：随着人民生活水平的日益提高，消费者对纺织品的要求越来越高。纺织品不仅仅局限于遮羞、保暖，开始向健康、环保、舒适、功能性方向发展。单纯的天然纤维和合成化学纤维已不能满足现代服饰对原料的需求，多功能纤维面料的开发已经成为研究热点。聚乳酸(pla)纤维由于采用天然可再生的植物原料(如玉米、木薯等)，减少了对传统石油资源的依赖，符合国际社会可持续发展的要求，它兼有合成纤维和天然纤维的优点，同时又具有完全自然循环型和能生物分解的特点。但是由于聚乳酸脆性大、硬度高、耐热性差等缺陷，导致制备的纤维韧性差，手感差，尺寸稳定性不足，耐磨性和耐水洗性能较差，其在纺织领域的应用被大大限制。但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：目前用于增韧改性聚乳酸纤维面料的高聚物包括聚乙二酸丁烯酯-co-对苯二甲酸乙二醇酯，聚碳酸酯，聚己内酯，淀粉等，但由于存在两相之间作用力弱、添加量高的问题，增韧效果不明显，使得聚乳酸纤维不适宜熔融纺丝，在纺织领域的应用受到限制。技术实现要素：本申请通过提供一种含茶叶渣的聚乳酸纤维面料制作方法，解决了现有技术中纤维面料尺寸稳定性及热稳定性不足的问题，实现了制造一种材料环保无毒、成型性好、韧性强的纤维面料的制作方法及其面料。本发明的第一方面提供了一种含茶叶渣的聚乳酸纤维面料制作方法，包括以下步骤：第一步，提供第一聚乳酸切片；第二步，提供茶叶渣聚乳酸母粒，所述茶叶渣聚乳酸母粒的制备原料包括茶叶渣、第二聚乳酸切片、增韧剂和抗氧剂；第三步，取所述茶叶渣聚乳酸母粒和第一聚乳酸切片进行熔融纺丝，经热牵伸和热定型后，制得含茶叶渣的聚乳酸纤维；第四步，取第三步制得的含茶叶渣的聚乳酸纤维，经过纺纱，前处理，染色，织造，整理，定型步骤得到含茶叶渣的聚乳酸纤维面料。在一种优选的实施方式中，所述熔融纺丝的熔融温度为170-220℃，所述熔融纺丝的纺丝速度为500-2500米/分钟。在一种优选的实施方式中，所述热牵伸的温度设置为80-110℃；热定型的温度为100-120℃。在一种优选的实施方式中，所述茶叶渣聚乳酸母粒的原料及其重量份为：茶叶渣20-40份、第二聚乳酸切片60-80份、增韧剂0.01-1份、抗氧剂0.01-1份。在一种优选的实施方式中，所述茶叶渣为绿茶、红茶、乌龙茶中的至少一种。在一种优选的实施方式中，所述增韧剂为聚氨基酸改性聚乙二醇。在一种优选的实施方式中，所述聚氨基酸选自聚天冬氨酸、聚鸟氨酸、聚色氨酸中的至少一种。在一种优选的实施方式中，所述聚氨基酸为l型聚氨基酸和/或d型聚氨基酸。在一种优选的实施方式中，所述抗氧剂为链终止型抗氧剂。本申请的第二方面还提供了一种如上述制作得到的含茶叶渣的聚乳酸纤维面料。有益效果：1、所用原料包括天然可再生、可降解的植物，使用过程中安全无毒。2、本发明制得的纤维尺寸稳定性和热稳定性好，纤维品质优良。3、本发明制得的面料具有良好的成型性和韧性，可用于服装、内饰、医用等对阻燃性能有较高要求的领域，应用前景广阔。具体实施方式为了解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种含茶叶渣的聚乳酸纤维面料制作方法，包括以下步骤：第一步，提供第一聚乳酸切片；第二步，提供茶叶渣聚乳酸母粒，所述茶叶渣聚乳酸母粒的制备原料包括茶叶渣、第二聚乳酸切片、增韧剂和抗氧剂；第三步，取所述茶叶渣聚乳酸母粒和第一聚乳酸切片进行熔融纺丝，经热牵伸和热定型后，制得含茶叶渣的聚乳酸纤维；第四步，取第三步制得的含茶叶渣的聚乳酸纤维，经过纺纱，前处理，染色，织造，整理，定型步骤得到含茶叶渣的聚乳酸纤维面料。所述第一步中第一聚乳酸切片可为市售，例如汕头市顺墙塑化有限公司生产的产品。所述第二步中茶叶渣聚乳酸母粒的原料及其重量份为：茶叶渣20-40份、第二聚乳酸切片60-80份、增韧剂0.01-1份、抗氧剂0.01-1份。所述茶叶渣为绿茶、红茶、乌龙茶中的至少一种。所述绿茶选自英山云雾茶、西湖龙井、州碧峰、秦巴雾毫、开化龙顶、庐山云雾、安化松针、日铸雪芽、紫阳毛尖、江山绿牡丹、岳西翠兰、高桥银峰、云峰与蟠毫、汉水银梭、云南白毫、遵义毛峰、九华毛峰、五盖山米茶、井岗翠绿、韶峰、古劳茶、桐城小花、舒城兰花、州碧云、小布岩茶、华顶云雾、南山白毛芽、天柱剑毫、黄竹白毫、麻姑茶、车云山毛尖、桂林毛尖、建德苞茶、瑞州黄檗茶、双桥毛尖、青城雪芽、宝顶绿茶、隆中茶、松阳银猴、龙岩斜背茶、梅龙茶、兰溪毛峰、官庄毛尖、云海白毫、莲心茶、金山翠芽、峨蕊、牛抵茶、化佛茶、贵定云雾茶、天池茗毫、通天岩茶、凌云白茶、蒸青煎茶、云林茶、盘安云峰、绿春玛玉茶、东白春芽、太白顶芽、千岛玉叶、清溪玉芽、攒林茶、仙居碧绿、七境堂绿茶、南岳云雾茶、大关翠华茶、翠螺、窝坑茶、余姚瀑布茶、苍山雪绿、象棋云雾、花果山云雾茶、水仙茸勾茶、遂昌银猴、墨江云针、桐城小花、英德绿茶、保靖黄金茶、白马毛尖、关山云雾、房县绿茶、神农绿茶中的至少一种。所述红茶选自祁红、滇红、霍红、苏红、越红、湖红、川红、英红、昭平红中的至少一种。所述乌龙茶选自凤凰水仙、红水乌龙、东方美人、铁观音、罗汉沉香、大红袍中的至少一种；在一些优选的实施方式中，乌龙茶为铁观音和/或大红袍。在一些优选的实施方案中，茶叶渣选自红茶制得的面料具有更强的拉伸强度和断裂拉伸率。推测是因为红茶是一种全发酵茶，在加工过程中经过了萎凋、揉捻、发酵、干燥等一系列工艺过程，尤其在发酵过程中发生了以茶多酚酶促氧化为中心的化学反应，富含茶黄素、茶红素等成分，这些成分可能与体系中的聚乳酸、聚氨基酸相互协同，从而提高了聚乳酸纤维面料的拉伸强度和断裂伸长率。所述第二聚乳酸切片可为市售，例如汕头市顺墙塑化有限公司生产的产品。所述增韧剂为聚氨基酸改性聚乙二醇。在高温环境中进行熔融造粒时，聚乳酸分子之间发生酯交换反应，产物为具有立体络合物形态的嵌段共聚物，虽然聚乳酸纤维具有优异的回弹性、阻燃性、抗紫外线等特性，但其熔点低、易水解、机械强度不够的特点局限了它在纤维纺织领域的应用。聚氨基酸自身具有良好的生物相容性和生物可降解性，链段具有氨基、羧基、羟基、巯基等反应活性集团，能够与聚乳酸共聚，制得具有无规线型共聚物、交替线型共聚物、嵌段线型共聚物等多种类型，氨基酸的引入能够降低聚乳酸的结晶度。在热张力作用下，增韧剂尤其是聚氨基酸能够与聚乙二醇分子链段交替聚合，形成嵌段共聚物；嵌段共聚物的链缠结和聚乳酸分子的链段共结晶，破坏了聚乳酸分子结构的规整性，从而形成了立体三维交联网络，产生聚氨基酸-聚乙二醇-聚乳酸共混体系；通过对比发现共混物表现出极强的协同作用，制得的纤维面料具有较高的韧性和断裂伸长率。同时聚氨基酸能够与茶叶渣相互作用，提高了茶叶渣的均匀性，进一步能够提高纤维面料的拉伸强度和断裂伸长率。在一些优选的实施方案中，聚氨基酸选自聚天冬氨酸、聚鸟氨酸、聚色氨酸中的至少一种。聚氨基酸可为市售，例如河北协同环保科技股份有限公司。聚乙二醇可为市售，例如江苏省海安石油化工厂，cas号为25322-68-3。在一些优选的实施方式中，所述聚氨基酸选自聚天冬氨酸、聚鸟氨酸、聚色氨酸中的至少一种；在一些优选的实施方式中，所述聚氨基酸为l型聚氨基酸和/或d型聚氨基酸；在一些优选的实施方式中，所述聚乙二醇的粘均分子量为2000-6000。所述增韧剂中聚氨基酸改性聚乙二醇的制备方法包括：s1.称取0.05-0.15mol聚乙二醇、0.25-0.75mol聚氨基酸、(0.5-1.5)‰催化剂sncl2·2h2o混合均匀放入反应瓶中，用氮气置换三次，然后真空封瓶。s2.在温度为30-55℃的条件下反应24-48h，冷却后破瓶取出粗产物。s3.将粗产物用丙酮溶解，蒸馏水沉淀，再经离心机分离，取底层沉淀在真空干燥箱里35-50℃干燥36-50h，获得聚氨基酸改性聚乙二醇。所述抗氧剂为链终止型抗氧剂。高温条件下聚合物材料进行化学反应的过程中，体系中氧原子的存在会使聚合物发生氧化降解，即发生一系列自由基反应。反应初始阶段，氢过氧化物在一定条件下分解，产生活性氧化剂，活性氧化剂中的自由基又能与氧或大分子烃发生链反应，生成新的自由基。将抗氧剂添加到聚合物中，其目的在于捕捉链反应阶段形成的自由基roo-和r-，以阻止氧化过程中链式反应的进行；同时，抗氧剂还可以分解氢过氧化物rooh，产生稳定的非活性物质。在一些优选的实施方案中，抗氧剂为链终止型抗氧剂，该类抗氧剂能够与自动氧化反应中的链增长自由基(r-和roo-)结合，从而中断链式反应。在一些优选的实施方式中，所述链终止型抗氧剂为2,4,6-三叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基苯酚、2,6-对二叔丁基对甲酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚中的至少一种，以上物质均可为市售。所述含茶叶渣的聚乳酸母粒的制备方法包括：将0.01-1重量份的增韧剂加入60-80重量份的第二聚乳酸切片中，搅拌均匀并粉碎成粉末状，然后添加20-40重量份的茶叶渣和0.01-1重量份的抗氧剂充分混合均匀后，在170-250℃环境下熔融造粒，即得茶叶渣聚乳酸母粒。在一些优选的实施方式中，熔融纺丝的熔融温度为170-220℃，所述熔融纺丝的纺丝速度为500-2500米/分钟。本申请通过设置合理的熔融温度设置能够避免熔融后的产物出现环结阻料的问题，使得产物具有均匀、成型性好等优点。本申请还通过设置一定的纺丝速度，制得拉伸强度和断裂伸长率较高的纤维；推测是由于该纺丝速度下熔融纺丝产出的熔体细流能够与环境介质快速达到传热平衡，纺丝线在空气中固化效果好，从而制得的聚乳酸纤维面料具有较强的热稳定性和尺寸稳定性。在一些优选的实施方式中，热牵伸的温度设置为80-110℃；热定型的温度设置为100-120℃。合成纤维的加工成型过程中，合适的热牵伸和热定型温度设定更容易连续生产直径小、长短均一、取向度高、分散性好的合成化学纤维。热牵伸使聚乳酸纤维面料的拉伸强度提高、断裂伸长率降低，进一步提高了面料的抗形变能力和耐磨性；热定型能够消除聚乳酸纤维的内应力，改善其力学性质，进一步提高了聚乳酸纤维的尺寸稳定性和热稳定性。将得到的聚乳酸纤维，经过纺纱，前处理，染色，织造，整理，定型步骤得到含茶叶渣的聚乳酸纤维面料；其中纺纱，前处理，染色，织造，整理，定型步骤为本领域常用的步骤，无特别限制。在一些优选的实施方式中，所述第四步中前处理的具体步骤包括：将纺纱所得纱线置于染缸中，通入自来水，先按照0.1-0.3g/l的量加入渗透剂琥珀酸烷基酯磺酸钠，反应25-60min，再分别按照5g/l和6.5g/l的量加入碳酸钠和硅酸钠，然后升温至70-80℃，按照4-7g/l的量加入双氧水保温20min后，升温至80-95℃，保温50min后降温，水洗即可。所述碳酸钠可为市售，例如河南华硕化工产品有限公司，cas号为497-19-8；所述硅酸钠可为市售，例如淄博新料化工有限公司，cas号为6834-92-0。在一些优选的实施方式中，所述第四步中染色的具体步骤包括：按照浴比为1：(30-35)进水，然后在35-45℃时加入匀染剂三乙醇胺、染料和食盐，以1-3℃/min的升温速率升温至100-110℃，保温45min后加碳酸钠固色30-40min，然后以3-5℃/min降温至60℃，排液，加水，并于85-95℃下保温30min，重复水洗5次即可，上述制剂的重量比为三乙醇胺：食盐：碳酸钠＝1：(3-4)：(2-3)，染料的浓度为(2-3)wt％(染料的浓度指：染料相对于水、三乙醇胺、食盐、碳酸钠、染料总量的比)。所述三乙醇胺可为市售，例如亚东石化有限公司，cas号为102-71-6。在一些优选的实施方式中，所述第四步中织造采用平纹组织织造。在一些优选的实施方式中，所述第四步中整理的具体步骤包括：对织造好的坯布进行水洗，水洗的浴比为1：(20-25)，温度为(50-70)℃，时间为40min。在一些优选的实施方式中，所述第四步中定型的具体步骤包括：在机速为25m/min的定型机上加入有机硅类柔软剂(15-25)g/l，机上拉幅(120-160)cm，设置温度为(150-160)℃，检验并打卷包装，制得含茶叶渣的聚乳酸纤维面料。本发明的第二方面提供了一种含茶叶渣的聚乳酸纤维面料，其制备方法如上所述。下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。另外，如果没有其他说明，所用原料都是市售得到的。实施例1：一种含茶叶渣的聚乳酸纤维面料制作方法，包括以下步骤：第一步：准备第一聚乳酸切片。第一聚乳酸切片购买于汕头市顺墙塑化有限公司生产的产品。第二步：制备茶叶渣聚乳酸母粒；茶叶渣聚乳酸母粒的制备方法：将0.5重量份的增韧剂加入70重量份的第二聚乳酸切片中，搅拌均匀并粉碎成粉末状，然后添加30重量份的茶叶渣和0.5重量份的抗氧剂充分混合均匀后，在200℃环境下熔融造粒，即得茶叶渣聚乳酸母粒。茶叶渣选用西湖龙井，增韧剂选用聚-l-鸟氨酸改性聚乙二醇，其摩尔比为1：0.2，抗氧剂选用2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。聚-l-鸟氨酸购买于西格玛奥德里齐(上海)贸易有限公司，cas号为27378-49-0；聚乙二醇购买于江苏省海安石油化工厂，cas号为25322-68-3；2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚购买于西格玛奥德里齐(上海)贸易有限公司，cas号为128-37-0；所述聚-l-鸟氨酸改性聚乙二醇的制备方法具体为：s1.称取0.1mol聚乙二醇、0.5mol的聚-l-鸟氨酸、1‰(相对于聚乙二醇和聚鸟氨酸的摩尔总和)的催化剂sncl2·2h2o混合均匀放入反应瓶中，用氮气置换三次，然后真空封瓶。其中聚乙二醇的粘均分子量为4000，购买于江苏省海安石油化工厂，cas号为25322-68-3。s2.在温度为40℃的条件下反应48h，冷却后破瓶取出粗产物。s3.将粗产物用丙酮溶解，蒸馏水沉淀，再经离心机分离，取底层沉淀在真空干燥箱里40℃干燥48h，获得聚-l-鸟氨酸改性聚乙二醇。第三步：按重量比为1：10取上述茶叶渣聚乳酸母粒和第一聚乳酸切片进行熔融纺丝，在熔融温度170℃、纺丝速度500米/分钟的条件下收集初生纤维，然后在温度为95℃、倍数为5倍的条件下进行热牵伸，再在温度为110℃的条件下进行热定型10h，即得含茶叶渣的聚乳酸纤维。第四步，取第三步制得的含茶叶渣的聚乳酸纤维，经过纺纱，前处理，染色，织造，整理，定型步骤得到含茶叶渣的聚乳酸纤维面料。所述前处理步骤具体为：将纺纱所得纱线置于染缸中，进水，先按照0.15g/l的量加入渗透剂琥珀酸烷基酯磺酸钠，反应30min，再分别按照5g/l和6.5g/l的量加入碳酸钠和硅酸钠，然后升温至75℃，按照5g/l的量加入双氧水保温10min后，升温至90℃，保温35min后降温，水洗即可。所述碳酸钠购买于河南华硕化工产品有限公司，cas号为497-19-8；所述硅酸钠购买于淄博新料化工有限公司，cas号为6834-92-0。所述染色步骤具体为：按照浴比为1:33进水，然后在40℃时加入匀染剂三乙醇胺、染料和食盐，以1.5℃/min的升温速率升温至105℃，保温45min后加碳酸钠固色30min，然后以1.5℃/min降温至60℃，排液，加水，并于90℃下保温30min，重复水洗3次即可，上述制剂的重量比为三乙醇胺：食盐：碳酸钠＝1：3.5：2.5，染料的浓度为2.5wt％。所述三乙醇胺购买于亚东石化有限公司，cas号为102-71-6。所述织造采用平纹组织织造。所述整理步骤具体为：对织造好的坯布进行水洗，水洗的浴比为1：25，温度为60℃，时间为30min。所述定型步骤具体为：在定型机上进行，加有机硅类柔软剂20g/l，机上拉幅154cm、160℃整理，车速25m/min，检验、打卷包装，制得含茶叶渣的聚乳酸纤维面料。实施例2：本实施例与实施例1的不同之处仅在于：增韧剂为聚-l-天冬氨酸改性聚乙二醇，摩尔比为1：0.2。聚-l-天冬氨酸购买于山东远联化工股份有限公司，cas号为181828-06-8。实施例3：本实施例与实施例2的不同之处仅在于：茶叶渣选用祁红。实施例4：本实施例与实施例3的不同之处仅在于：熔融纺丝的熔融温度为220℃。实施例5：本实施例与实施例3的不同之处仅在于：熔融纺丝的熔融温度为195℃。实施例6：本实施例与实施例3的不同之处仅在于：熔融纺丝的纺丝速度为2500米/分钟。实施例7：本实施例与实施例3的不同之处仅在于：熔融纺丝的纺丝速度为1500米/分钟。对比例1：本对比例与实施例3的不同之处仅在于：增韧剂为聚甘氨酸改性聚乙二醇，摩尔比为1：0.2。聚甘氨酸购买于西格玛奥德里齐(上海)贸易有限公司，cas号为25718-94-9。对比例2：本对比例与实施例3的不同之处仅在于：增韧剂为聚乙二醇。对比例3：本对比例与实施例3的不同之处仅在于：茶叶渣为铁观音。性能测试：取实施例1-7和对比例1-3所制含茶叶渣的聚乳酸纤维，采用lly-06e型电子式单纤强力仪测试聚乳酸纤维的断裂强度和断裂伸长率，测试时设置拉伸速度为20mm/min，夹持隔距为10mm，每个样品测试20次，结果取平均值。测试结果如下表1所示。表1.含茶叶渣的聚乳酸纤维的拉伸性能试验结果拉伸强度(cn/dtex)断裂伸长率％实施例14.5240.6实施例24.8741.5实施例35.1143.7实施例45.7344.8实施例56.0249.6实施例65.6542.9实施例75.4147.8对比例14.0132.8对比例23.1834.5对比例35.0442.5从实验例和对比例的比较可以得知，加入含有聚乙二醇的增韧剂显著改善了聚乳酸纤维的拉伸强度和断裂伸长率。聚甘氨酸的加入未对聚乳酸纤维的拉伸强度和断裂伸长率有显著改善，可能的原因是由于甘氨酸属于非极性氨基酸，不含有l型氨基酸和d型氨基酸构型，分子的极性弱，未能在空间上与聚乳酸分子很好地嵌合。综上说明，增韧剂中聚氨基酸和聚乙二醇的加入对聚乳酸纤维的拉伸强度和断裂伸长率有显著的提高，且二者协同使用的效果更佳。从实施例1-7比较可以得知，本发明提供的一种含茶叶渣的聚乳酸纤维面料具有优异的拉伸强度和断裂伸长率，能够使制成品具备较好的尺寸稳定性和热稳定性，适宜在纺织领域推广使用。当前第1页1 2 3

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击【在线咨询】或添加微信【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。