可生物降解的聚合物單絲及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聚合物單絲，具體涉及可生物降解聚酯酰胺單絲和生產(chǎn)該單絲的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一般來說，釣絲、漁網(wǎng)、農(nóng)業(yè)用網(wǎng)等是采用加工性、強(qiáng)度、耐久性、耐熱性等優(yōu)良的聚酰胺單絲等合成纖維，但是這樣的合成纖維由于在自然環(huán)境下不具備分解性，會(huì)引起嚴(yán)重的海洋污染等問題。天然纖維大多數(shù)具有生物降解性能，但無法表現(xiàn)出釣絲、漁網(wǎng)、農(nóng)業(yè)用網(wǎng)等所要求的高強(qiáng)度等高性能。
[0003]聚酯酰胺綜合了聚酯和聚酰胺的優(yōu)點(diǎn)，既具有生物降解性，又具有高強(qiáng)、耐熱等優(yōu)異物理力學(xué)性能。但是要將聚酯酰胺制造成單絲需要將聚酯酰胺熔融紡絲，然后拉伸，目前通過該方法還難以得到充分改善機(jī)械強(qiáng)度的單絲。聚酯酰胺共聚物的聚酰胺鏈段設(shè)計(jì)時(shí)為了無損與該共聚物的生物降解性，鏈長要縮短。因此，聚酯酰胺共聚物與聚酰胺均聚物相比是結(jié)晶性低、也難以發(fā)生取向結(jié)晶化、或結(jié)晶化速度慢。因此，雖然能使通過急冷得到的非結(jié)晶性為拉伸絲拉伸，但無法使非結(jié)晶部的取向充分固定下來，從未不能充分提高機(jī)械強(qiáng)度。
[0004]目前還尚未有采用聚酯酰胺為原料，進(jìn)行熔融紡絲制備大直徑單絲的報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供可生物降解的聚合物單絲，具有較高的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率，在土壤濕度為59.3%，溫度28°C，時(shí)間為28天的條件下降解率多3.0%。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0007]可生物降解聚合物單絲，其創(chuàng)新點(diǎn)在于:所述單絲含有95wt%? 10wt %的分子主鏈上含有酰胺鍵和酯鍵的聚酯酰胺和Owt %?5wt%添加劑；所述單絲的直徑為0.05?
2.0mm，所述單絲的斷裂強(qiáng)度大于3.5CN/dtex，斷裂伸長率為20%?35%，在土壤濕度為59.30Z0，溫度28°C，時(shí)間為28天的條件下降解率彡3.0%。
[0008]進(jìn)一步的，所述聚酯酰胺為線性聚酯酰胺，其分子量為20000?50000。
[0009]進(jìn)一步的，所述添加劑為納米二氧化鈦或納米碳酸鈣粒子。聚酯酰胺中加入納米二氧化鈦或納米碳酸鈣具有增強(qiáng)增韌的作用，提高單絲的強(qiáng)度和韌性。
[0010]進(jìn)一步的，所述添加劑還包括光敏感劑，其質(zhì)量為單絲總質(zhì)量的O?3%。
[0011]本發(fā)明的另一目的在于提供可生物降解聚合物單絲的生產(chǎn)方法，包括原料混合、干燥、熔融擠出、水冷卻、熱水拉伸、熱風(fēng)拉伸、熱定型和卷取工藝，具體如下:
[0012](I)原料混合:將聚酯酰胺和添加劑按照比例混合均勻；
[0013](2)干燥:混合后的原料在干燥機(jī)上干燥至含水率< 50ppm，干燥溫度為120?180 0C ；
[0014](3)恪融擠出:原料干燥后經(jīng)螺桿恪融擠出機(jī)以30?100公斤/小時(shí)的擠出量恪融擠出得到初生絲，熔體溫度為260?280°C ；
[0015](4)水冷卻:初生絲經(jīng)5?60°C的水或水溶液冷卻至30?60°C ;
[0016](5)熱水拉伸:冷卻后的初生絲在熱水浴中進(jìn)行一道拉伸，拉伸倍數(shù)為4.0?6.0，熱水溫度為70?90°C ;
[0017](6)熱風(fēng)拉伸:拉伸倍數(shù)為1.2?1.6倍，溫度為120?180°C ；
[0018](7)熱定型:熱定型溫度為180?260°C ；
[0019](8)卷取:定型后的單絲以80?200m/min的速度卷繞到筒子上。
[0020]進(jìn)一步的，所述螺桿熔融擠出機(jī)以40?60公斤/小時(shí)的擠出量熔融擠出得到初生絲，熔體溫度為260?280°C ；
[0021]進(jìn)一步的，所述初生絲經(jīng)15?40°C的水或水溶液冷卻至40?50°C。
[0022]進(jìn)一步的，所述熱水拉伸的拉伸倍數(shù)為4?5，熱水溫度為70?90°C;熱風(fēng)拉伸的拉伸倍數(shù)為1.3?1.5，溫度為130?150°C;熱定型溫度為200?220°C，卷取速度為100?120m/mino
[0023]本發(fā)明的有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的可生物降解聚酯酰胺單絲，在制備過程中添加增強(qiáng)、增韌的納米二氧化鈦或納米碳酸鈣或光敏感劑，通過采用合適的工藝參數(shù)，制備直徑在0.05?2.0mm之間的單絲，制備的可生物降解聚酯酰胺單絲具有高強(qiáng)高韌的特點(diǎn)，其斷裂強(qiáng)度大于3.5CN/dtex，斷裂伸長率為20%?35%，在土壤濕度為59.30Z0，溫度28°C，時(shí)間為28天的條件下降解率彡3.0%。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
作進(jìn)一步解釋說明，但并非限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0025]實(shí)施例1
[0026]使用分子量為25000的聚酯酰胺(美國杜邦)樹脂在干燥機(jī)上干燥至含水率(50ppm，干燥溫度為130°C;然后經(jīng)螺桿熔融擠出機(jī)以35公斤/小時(shí)的擠出量熔融擠出得到初生絲，熔體溫度為260°C ;初生絲經(jīng)10°C的水冷卻至30°C ;冷卻后的初生絲在熱水浴中進(jìn)行一道拉伸，拉伸倍數(shù)為4.0倍，熱水溫度為70°C ;然后進(jìn)行二道熱風(fēng)拉伸，拉伸倍數(shù)為
1.2倍，溫度為70°C ;初生絲拉伸后在185°C條件進(jìn)行熱定型；再以90m/min的速度卷繞到筒子上。
[0027]本實(shí)施例得到的單絲的直徑為0.12mm，斷裂強(qiáng)度3.8CN/dtex，斷裂伸長率為27.8%, (土壤濕度 59.3%，溫度28°(:，28天，降解率3.4% )。
[0028]實(shí)施例2
[0029]使用96wt%的分子量為30000的聚酯酰胺(美國杜邦)原料與4wt%的納米二氧化鈦混合均勻，在干燥機(jī)上干燥至含水率< 50ppm，干燥溫度為140°C;然后經(jīng)螺桿熔融擠出機(jī)以50公斤/小時(shí)的擠出量熔融擠出得到初生絲，熔體溫度為265°C ;初生絲經(jīng)20°C的乳化液卻至40°C ;冷卻后的初生絲在熱水浴中進(jìn)行一道拉伸，拉伸倍數(shù)為4.5倍，熱水溫度為750C ;然后進(jìn)行二道熱風(fēng)拉伸，拉伸倍數(shù)為1.4倍，溫度140°C ;初生絲拉伸后在200°C條件進(jìn)行熱定型；再以120m/min的速度卷繞到筒子上。
[0030]本實(shí)施例得到的單絲的直徑為0.15mm，斷裂強(qiáng)度4.lCN/dtex，斷裂伸長率為26.7%, 土壤濕度59.3 %，溫度28 °C，28天，降解率3.6%。
[0031]實(shí)施例3
[0032]使用96wt%的分子量