一种化纤复合纤维及其加工方法与流程

本发明涉及复合纤维，具体涉及一种化纤复合纤维及其加工方法。

背景技术：

1、化纤是指通过化学方法从天然的或人造的高分子化合物中获得的纤维。

2、复合纤维是多组分纤维的一种，是针对人造纤维品种的术语。在同一根纤维截面上存在两种或两种以上不相混合的聚合物纤维，这种纤维称复合纤维，利用复合纤维制造技术可以获得兼有两种聚合物特性的双组分纤维，有并列型、皮芯型、海岛型等复合纤维，纤维截面有圆形和异形，纤维具有三维立体卷曲、高蓬松性和覆盖性，良好的导电性、抗静电性和阻燃性。复合纤维需要采用特殊结构的复合纺丝机纺丝，主要用于毛线、毛毯、毛织物、保暖絮绒填充料、丝绸织物、非织造布、医疗卫生用品和特殊工作服等。

3、例如公开号为cn108588897a中国专利公开的一种化纤复合纤维及其加工方法所述的复合纤维包括聚乳酸纤维和聚对苯二甲酸丁二酯，所述的聚对苯二甲酸丁二酯为该复合纤维的芯，所述的聚乳酸纤维复合在聚对苯二甲酸丁二酯的外侧，所述的复合纤维截面呈圆形。本发明的优点是：首先pbt材料在生产过程中污染小(尤其比氨纶)，单丝线密度(细度)小(比氨纶)，因此手感柔软。另外它染色效果好(上染率，色牢度)，且两种材料的加工温度较为接近。(pbt熔点为220℃，pla熔点170℃)。两种纤维均可以在90-100℃范围内染色，非常适合生产复合纤维；在实际使用过程中，依然存在以下问题。

4、以上文献在使用的过程中所采用的复合原料均不是资源可再生或生物可降解的原料，容易对环境造成污染，并且拉伸性能较差，无法始终保持处于高弹态并且加工方法不够灵活，不方便更换品种。

技术实现思路

1、本发明提供一种化纤复合纤维及其加工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

3、一种化纤复合纤维，包括聚乳酸和phbv，所述phbv为羟基丁酸与羟基戊酸的共聚物，所述聚乳酸作为皮层phbv作为芯层。

4、一种化纤复合纤维加工方法，包括将聚乳酸和phbv原料进行处理，分别进行聚合，并将得到的聚合物分别进行过滤、洗涤以及干燥；

5、对得到的聚合物颗粒进行溶解，溶解后挤压，经过计量称重后放入同一组喷丝件内；

6、喷丝件将溶液从喷丝头的小孔挤出形成熔体细流，熔体细流在挤出后经过冷却固化形成初生纤维，再经过拉伸热定型后得到成品复合纤维。

7、本发明技术方案的进一步改进在于：所述聚乳酸采用乳酸单体聚合：准备乳酸单体，将乳酸单体在150℃～200℃下进行缩聚反应，在缩聚过程中，采用水脱水反应去除产生的水，随着缩聚反应的进行，乳酸单体会逐渐聚合成聚乳酸高分子链，聚乳酸形成后，经过结晶和纯化的过程得到高纯度的聚乳酸。

8、本发明技术方案的进一步改进在于：所述phbv原料为3-羟基丁酸酯和3-羟基戊酸酯聚合，将3-羟基丁酸酯和3-羟基戊酸酯的单体加热至熔融状态，然后通过加入催化剂引发聚合反应，使单体发生共聚反应，在溶液共聚反应中，将3-羟基丁酸酯和3-羟基戊酸酯的单体溶解在溶剂中，然后通过加入催化剂引发聚合反应得到phbv。

9、本发明技术方案的进一步改进在于：所述将得到的聚乳酸和phbv聚合液分别采用滤网进行过滤，去除杂质和未反应的物质，再将过滤后的聚合物颗粒进行洗涤，去除残留的溶剂、催化剂和其他杂质，将洗涤后的聚合物颗粒进行干燥，去除水分和溶剂。

10、本发明技术方案的进一步改进在于：所述聚合物颗粒的溶解为两组聚合物颗粒分别放入螺杆挤压机中进行熔融，聚乳酸颗粒的基础温度为130℃～200℃，phbv颗粒熔融挤出温度为150℃～200℃。

11、本发明技术方案的进一步改进在于：所述计量称重采用计量泵分别进行计量，进入的喷丝件为复合纤维专用的设备，内置两组流道用于流通熔融后的溶液，使溶液均匀地进入喷丝导孔内。

12、本发明技术方案的进一步改进在于：所述喷丝头会使喷丝导孔内的溶液两组聚合物细流汇合发生混合，一并被挤出，形成熔体细流。

13、本发明技术方案的进一步改进在于：所述挤出的熔体细流经过较低温度的甬道和冷却吹风的环境下进行冷却固化，再使用油轮和导丝盘对初生纤维进行上油、卷绕成筒，经过二次拉伸热定型后得到成品复合纤维。

14、由于采用了上述技术方案，本发明相对现有技术来说，取得的技术进步是：

15、1、本发明提供一种化纤复合纤维及其加工方法，通过采用聚乳酸和phbv作为复合纤维的原料，聚乳酸为皮层，phbv为芯层两种材料均为资源可再生和生物可降解的原料，是一种环境友好型材料。

16、2、本发明提供一种化纤复合纤维及其加工方法，由于聚乳酸结晶度极低，几乎为无定形聚合物，拉伸温度高于皮层的玻璃化转变温度，随着芯层phbv的结晶，芯层的粘度逐渐增加，而皮层在拉伸过程中始终处于高弹态，以至于拉伸应力主要作用在芯层phbv中有利于β型晶体的形成，使得该纤维中充分发挥芯层phbv的作用，有着极强的抗拉性能。

17、3、本发明提供一种化纤复合纤维及其加工方法，通过在加工过程中加热拉伸温度和加热点距离输出侧导丝辊间的距离互相配合，实现高强、可以工业化、充分发挥phbv作用的效果使得的复合纤维加工方式更为灵活，使得复合纤维的强度更高不易断裂。

技术特征：

1.一种化纤复合纤维，其特征在于：复合纤维包括聚乳酸和phbv，所述phbv为羟基丁酸与羟基戊酸的共聚物，所述聚乳酸作为皮层phbv作为芯层。

2.一种化纤复合纤维加工方法，由权利要求1所述的一种化纤复合纤维所实现的，其特征在于：该加工方法包括将聚乳酸和phbv原料进行处理，分别进行聚合，并将得到的聚合物分别进行过滤、洗涤以及干燥；

3.根据权利要求2所述的一种化纤复合纤维加工方法，其特征在于：所述聚乳酸采用乳酸单体聚合：准备乳酸单体，将乳酸单体在150℃～200℃下进行缩聚反应，在缩聚过程中，采用水脱水反应去除产生的水，随着缩聚反应的进行，乳酸单体会逐渐聚合成聚乳酸高分子链，聚乳酸形成后，经过结晶和纯化的过程得到高纯度的聚乳酸。

4.根据权利要求3所述的一种化纤复合纤维加工方法，其特征在于：所述phbv原料为3-羟基丁酸酯和3-羟基戊酸酯聚合，将3-羟基丁酸酯和3-羟基戊酸酯的单体加热至熔融状态，然后通过加入催化剂引发聚合反应，使单体发生共聚反应，在溶液共聚反应中，将3-羟基丁酸酯和3-羟基戊酸酯的单体溶解在溶剂中，然后通过加入催化剂引发聚合反应得到phbv聚合液。

5.根据权利要求4所述的一种化纤复合纤维加工方法，其特征在于：所述聚乳酸和phbv聚合液分别采用滤网进行过滤，去除杂质和未反应的物质，再将过滤后的聚合物颗粒进行洗涤，去除残留的溶剂、催化剂和其他杂质，将洗涤后的聚合物颗粒进行干燥，去除水分和溶剂。

6.根据权利要求2所述的一种化纤复合纤维加工方法，其特征在于：所述聚合物颗粒的溶解为两组聚合物颗粒分别放入螺杆挤压机中进行熔融，聚乳酸颗粒的基础温度为130℃～200℃，phbv颗粒熔融挤出温度为150℃～200℃。

7.根据权利要求2所述的一种化纤复合纤维加工方法，其特征在于：所述计量称重采用计量泵分别进行计量，进入的喷丝件为复合纤维专用的设备，内置两组流道用于流通熔融后的溶液，使溶液均匀地进入喷丝导孔内。

8.根据权利要求2所述的一种化纤复合纤维加工方法，其特征在于：所述喷丝头会使喷丝导孔内的溶液两组聚合物细流汇合不发生混合，一并被挤出，形成熔体细流。

9.根据权利要求8所述的一种化纤复合纤维加工方法，其特征在于：所述熔体细流经过较低温度的甬道和冷却吹风的环境下进行冷却固化，再使用油轮和导丝盘对初生纤维进行上油、卷绕成筒，经过二次拉伸热定型后得到成品复合纤维。

技术总结本发明公开了一种化纤复合纤维及其加工方法，涉及复合纤维技术领域，包括聚乳酸和PHBV，所述PHBV为羟基丁酸与羟基戊酸的共聚物，所述聚乳酸作为皮层PHBV作为芯层，包括将聚乳酸和PHBV原料进行处理，分别进行聚合，并将得到的聚合物分别进行过滤、洗涤以及干燥；对得到的聚合物颗粒进行溶解，溶解后挤压，经过计量称重后放入同一组喷丝件内。本发明通过采用聚乳酸和PHBV作为复合纤维的原料，聚乳酸为皮层，PHBV为芯层两种材料均为资源可再生和生物可降解的原料，是一种环境友好型材料，在加工过程中加热拉伸温度和加热点距离输出侧导丝辊间的距离互相配合，使得复合纤维加工方式更为灵活。技术研发人员：王燕珊受保护的技术使用者：广州市双雄化纤有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/16