一种超疏水聚乳酸纤维原丝的制备方法与流程

本发明涉及聚乳酸纤维原丝制备，尤其涉及一种超疏水聚乳酸纤维原丝的制备方法。

背景技术：

1、聚乳酸纤维是一种生物可降解的合成纤维，由聚乳酸(pla)制成，它具有优异的物理性能，是一种具有广泛应用前景的新型生物材料，聚乳酸纤维具有良好的生物相容性和生物可降解性，可以在体内逐渐分解为二氧化碳和水，不会对人体造成任何危害，因此，聚乳酸纤维在医疗领域有很大的应用潜力，如制作缝合线、修复组织等；

2、聚乳酸纤维原丝是指未经加工的聚乳酸纤维纺丝产品，通常是作为纺织品生产的起始原料，聚乳酸纤维原丝通常具有良好的柔软性、透气性和生物降解性等特点，适用于生产各种纺织品，如服装、家居用品和工业用品等。

3、然而传统聚乳酸纤维在疏水性方面存在一些不足之处，主要包括以下几点：

4、表面能较高：传统聚乳酸纤维的表面能相对较高，使得其容易受到水的浸润，难以表现出良好的疏水性能；

5、疏水性能不稳定：传统聚乳酸纤维的疏水性能可能随着时间的推移而逐渐降低，特别是在长期使用或清洗后，疏水性能会有所下降；

6、耐久性不足：传统聚乳酸纤维的疏水性能在经过多次清洗或摩擦后可能会逐渐减弱，耐久性不足。

7、随着人们对于纺织面料的品质性能要求越来越高，传统聚乳酸纤维属性已经无法满足人们的需要，因此本发明提出了一种超疏水聚乳酸纤维原丝的制备方法，以解决上述背景技术中提到的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种超疏水聚乳酸纤维原丝的制备方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种超疏水聚乳酸纤维原丝的制备方法，具体包括如下步骤：

4、步骤1，表面微纳米结构设计：

5、a、将聚乳酸纤维置于具有纳米模板的反应室中，确保表面微纳米结构的形成；

6、b、使用化学气相沉积(cvd)或物理气相沉积(pvd)技术，利用纳米模板在聚乳酸纤维表面形成微纳米级的结构；

7、步骤2，功能性表面修饰：

8、a、将经过微纳米结构设计的聚乳酸纤维进行清洗和活化处理以去除杂质并增加表面反应活性；

9、b、将纤维浸泡于含有疏水性功能性物质的溶液中，如氟化合物或硅化合物的溶液，进行化学修饰反应使纤维表面具有良好的疏水性能；

10、步骤3，纳米涂层设计：

11、a、将经过功能性表面修饰的聚乳酸纤维置于纳米颗粒或薄膜的悬浮液中；

12、b、通过静电吸附、磁性吸附或化学键合等方式，在纤维表面形成均匀的纳米涂层增强纤维的疏水性能。

13、优选地，所述步骤1中纳米模板为二氧化硅(s io2)，反应室中反应温度在20℃到100℃之间，其反应时间在5～20h之间。

14、优选地，所述步骤1中利用化学气相沉积(cvd)或物理气相沉积(pvd)技术引入气相反应物质，其中气相反应物质为有机化合物二甲基二氯硅烷，通过调控气相中的反应物质浓度、反应温度和时间，控制纤维表面结构的形貌和尺寸，确保反应室内气氛稳定，并定期监测反应过程，调整参数以达到预期效果。

15、优选地，将所述步骤1处理后得到的聚乳酸纤维单品置于洁净容器中，使用溶剂(如乙醇或丙酮)进行浸泡，轻轻搅动以去除表面的杂质和油脂，沥干并用纯水冲洗，确保将溶剂残留物去除干净；

16、再将清洗后的聚乳酸纤维样品置于活化溶液(如氢氧化钠溶液)中，将纤维样品浸泡5～20min之间，然后取出并用纯水冲洗。

17、优选地，在密封无尘的室温环境下，将所述步骤2中清洗活化处理后的聚乳酸纤维单品置于功能性物质溶液中浸泡5～20h,反应结束后，去除纤维单品并以纯水冲洗，去除未反应的溶液和余留物。

18、优选地，准备含有纳米颗粒的悬浮液，选择有机溶剂丙酮作为溶剂，使纳米颗粒分散其中，将所述步骤2处理后的聚乳酸纤维单品置于悬浮液中完全浸泡1～5h。

19、优选地，所述步骤3中浸泡后悬浮液后聚乳酸纤维单品通过静电作用力使纳米颗粒均匀吸附在纤维表面，吸附时间在10～300min之间。

20、优选地，将经过上述三步骤得到的聚乳酸纤维单品进行干燥和固化处理，将单品置于真空干燥箱中，去除残留水分，而后放置于干燥通风环境中自然静置。

21、相比现有技术，本发明的有益效果为：

22、1、本发明通过使用纳米模板法或者激光刻蚀技术，在聚乳酸纤维表面形成微纳米级的结构，这些结构可以增加表面粗糙度，降低表面能，提高疏水性能；

23、2、本发明将聚乳酸纤维经过清洗和活化处理后，浸泡在含有疏水性功能性物质的溶液中，使用氟化合物或硅化合物进行化学修饰，使纤维表面具有良好的疏水性能；

24、3、本发明将经过修饰的聚乳酸纤维置于纳米颗粒或薄膜的悬浮液中，利用静电吸附或磁性吸附等方式，在纤维表面形成均匀的纳米涂层，该涂层可以进一步增强疏水性能；

25、综上所述，本发明通过表面微纳米结构设计、功能性表面修饰以及纳米涂层设计后的聚乳酸纤维原丝，具备了优越的表面性能、功能增值、增强的机械性能、环保可持续等优异点，为其在各个领域的应用提供了更广阔的可能性。

技术特征：

1.一种超疏水聚乳酸纤维原丝的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的超疏水聚乳酸纤维原丝的制备方法，其特征在于，所述步骤1中纳米模板为二氧化硅(sio2)，反应室中反应温度在20℃到100℃之间，其反应时间在5～20h之间。

3.根据权利要求1所述的超疏水聚乳酸纤维原丝的制备方法，其特征在于，所述步骤1中利用化学气相沉积(cvd)或物理气相沉积(pvd)技术引入气相反应物质，其中气相反应物质为有机化合物二甲基二氯硅烷，通过调控气相中的反应物质浓度、反应温度和时间，控制纤维表面结构的形貌和尺寸。

4.根据权利要求1所述的超疏水聚乳酸纤维原丝的制备方法，其特征在于，将所述步骤1处理后得到的聚乳酸纤维单品置于洁净容器中，使用溶剂乙醇进行浸泡，轻轻搅动以去除表面的杂质和油脂，沥干并用纯水冲洗，确保将溶剂残留物去除干净；

5.根据权利要求1所述的超疏水聚乳酸纤维原丝的制备方法，其特征在于，在密封无尘的室温环境下，将所述步骤2中清洗活化处理后的聚乳酸纤维单品置于功能性物质溶液中浸泡5～20h,反应结束后，去除纤维单品并以纯水冲洗。

6.根据权利要求1所述的超疏水聚乳酸纤维原丝的制备方法，其特征在于，准备含有纳米颗粒的悬浮液，选择有机溶剂丙酮作为溶剂，使纳米颗粒分散其中，将所述步骤2处理后的聚乳酸纤维单品置于悬浮液中完全浸泡1～5h。

7.根据权利要求1所述的超疏水聚乳酸纤维原丝的制备方法，其特征在于，所述步骤3中浸泡后悬浮液后聚乳酸纤维单品通过静电作用力使纳米颗粒均匀吸附在纤维表面，吸附时间在10～300min之间。

8.根据权利要求1所述的超疏水聚乳酸纤维原丝的制备方法，其特征在于，将经过上述三步骤得到的聚乳酸纤维单品进行干燥和固化处理，将单品置于真空干燥箱中，去除残留水分，而后放置于干燥通风环境中自然静置。

技术总结本发明涉及聚乳酸纤维原丝制备技术领域，具体公开一种超疏水聚乳酸纤维原丝的制备方法，包括表面微纳米结构设计、功能性表面修饰和纳米涂层设计。本发明通过使用纳米模板法或者激光刻蚀技术，在聚乳酸纤维表面形成微纳米级的结构，这些结构可以增加表面粗糙度，降低表面能，提高疏水性能，将聚乳酸纤维经过清洗和活化处理后，浸泡在含有疏水性功能性物质的溶液中，使用氟化合物或硅化合物进行化学修饰，使纤维表面具有良好的疏水性能，经过修饰的聚乳酸纤维置于纳米颗粒或薄膜的悬浮液中，利用静电吸附或磁性吸附等方式，在纤维表面形成均匀的纳米涂层，该涂层可以进一步增强疏水性能。技术研发人员：杨家龙,王秀琴,殷明受保护的技术使用者：东部湾（扬州）生物新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13