【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及聚乳酸纖維制備，尤其涉及一種可降解抗菌聚乳酸彈性纖維及其制備方法。
技術介紹
1、聚乳酸纖維是一種生物可降解的合成纖維，通常用于制造環保型的紡織品和材料，這種纖維通常由聚乳酸(pla)聚合而成，是一種從植物源頭(如玉米淀粉或甘蔗)提取的可再生資源，聚乳酸纖維常被用于制造健康內衣、無紡布、醫療用品和一次性餐具等產品。
2、盡管聚乳酸纖維在可持續發展和環保領域有著廣泛的應用前景，但也需要注意其生產過程中對資源的消耗和環境影響，以及在現實應用中可能面臨的一些技術挑戰，雖然目前聚乳酸纖維具有一些獨特的特性，包括良好的生物降解性、抗菌性和透氣性，使得其在一些特定應用中備受青睞，但仍然存在改進的空間，如下：
3、1.降解方面，通過促進劑或其他各種方式，改變分子結構或提高表面活性，促進微生物的附著和降解；
4、2.抗菌方面，引入具有抗菌功能的添加劑，如納米銀、抗菌酶等，或表面改性技術對聚乳酸纖維進行表面改性，可以改善聚乳酸纖維的抗菌性能；
5、3.彈性方面，彈性體塊、彈性纖維進行復合，可以改善聚乳酸纖維的彈性性能，利用拉伸等工藝調控聚乳酸的結晶形態，可以提高纖維的彈性模量和延展性。
6、更快的生物降解速度意味著纖維可以更快地重新回收為生物質，有助于提高資源的循環利用效率，更好的抗菌性可以有效抑制細菌、霉菌和其他病原體的生長，有助于提高產品的衛生安全性，而更高的彈性的纖維能夠經受頻繁的拉伸和變形而不容易變形或磨損，使服裝更貼合身體，增加活動自如性。因此本專利技術提出了一種
技術實現思路
1、本專利技術的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種可降解抗菌聚乳酸彈性纖維及其制備方法。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用了如下技術方案：
3、一種可降解抗菌聚乳酸彈性纖維及其制備方法，包括如下步驟：
4、步驟1.改性聚乳酸，選擇高純度的可再生資源，包括玉米淀粉或甘蔗，作為聚乳酸的原料，通過乳酸的聚合反應，制備聚乳酸單體，在聚合反應中引入納米級填料以及生物降解助劑；
5、步驟2.抗菌改造，將所述步驟1中制得聚乳酸聚合物通過紡絲或溶液旋轉等方法制備成纖維，選擇一種或多種具有抗菌活性的天然或人工合成抗菌劑，包括銀離子或抗菌草藥提取物等，將抗菌劑與聚乳酸纖維進行復合浸漬處理，使其表面和內部具有抗菌性能；
6、步驟3.彈性改性，選擇一種或多種適合與聚乳酸相容的彈性劑，包括聚酯彈性體或聚氨酯等，將彈性劑與所述步驟2中聚乳酸纖維進行交聯處理，增強其彈性和柔軟性；
7、步驟4.纖維成型，將所述步驟3中聚乳酸纖維進行破碎粉碎處理，并溶解在適量溶劑中，直至形成均一的聚乳酸溶液，將經過抗菌處理和彈性改性的聚乳酸溶液通過紡絲或溶液旋轉工藝成型成纖維，對纖維進行拉伸處理，以增強其機械性能和穩定性；
8、步驟5.最終處理，將所述步驟4中制得的聚乳酸纖維進行熱固化處理，使其形成最終的彈性聚乳酸纖維，對制備得到的纖維進行抗菌性能、彈性性能等方面的測試和驗證，確保其滿足預期的性能要求。
9、優選地，所述步驟1中乳酸單體聚合反應還包括：
10、控制聚合條件，優化聚合反應的條件，包括溫度、攪拌速率以及催化劑的選擇，以提高聚乳酸的分子量分布和結晶度，從而增強其降解能力；
11、無溶劑聚合，采用無溶劑或低溶劑的聚合方法，減少有機溶劑的使用量，降低環境污染和能耗，同時有利于后續纖維形成時的降解性能。
12、優選地，所述聚合反應控制溫度在150℃～250℃之間，控制攪拌速率在50rpm-500rpm，其中催化劑的選擇包括鋅鹽或鋰鹽或錫催化劑等。
13、優選地，所述步驟2中將銀離子合成為納米級粒子，增加其比表面積，提高抗菌效果，提取抗菌草藥中的活性成分，將抗菌草藥提取物與功能化銀材料復合，將聚乳酸纖維浸泡于含有復合抗菌劑的溶液中，使其充分吸收抗菌劑，控制浸潤時間在30min～300min，浸漬后通過干燥將抗菌劑固定在纖維表面。
14、優選地，選擇所述步驟3中聚酯彈性體或聚氨酯中的至少一種作為彈性劑的主體基質，以確保在聚乳酸纖維中形成更好的彈性網絡結構，通過接枝共聚反應，在彈性劑的分子結構上引入含有特性官能團的側鏈，增加與聚乳酸的相互作用能力，通過后續的修飾反應，進一步引入特性功能基團，實現彈性劑的功能性修飾；
15、采用物理交聯方法將彈性劑與聚乳酸纖維進行交聯處理，選擇包括環氧乙烷或葡萄糖醛酸或聚丙烯酸等作為交聯劑，能夠與聚乳酸纖維上的官能團形成多點交聯，確保形成共聚或交聯網絡結構，控制交聯時間在8h～24h之間，交聯溫度在26℃～80℃之間，提高纖維的彈性和柔軟性。
16、優選地，所述步驟4中還包括對聚乳酸溶液的過濾和離心：
17、過濾，準備過濾設備，設置溶液過濾速度在5ml/h～20ml/h之間，過濾半徑在0.2μm～1μm之間，過濾壓力在0.1bar～0.5bar之間，溶液通過設備進行過濾，溶液中的固體顆粒或大分子物質被截留在過濾介質上，得到相對清澈的聚乳酸溶液；
18、離心，準備離心設備，設置過濾后溶液離心轉速在1000rpm～15000rpm之間，離心時間在10min～30min之間，將裝有樣品的離心管或離心杯放入離心機中，按設定條件進行離心操作，形成上清液和沉淀物兩部分，收集上清液，沉淀物則留在離心管或離心杯中；對聚乳酸溶液進行過濾和離心處理，去除存在的雜質或未溶解的顆粒，確保溶液的純度和均一性。
19、優選地，所述步驟5中聚乳酸纖維的熱固化還包括預熱工藝以及氣氛控制，在較低溫度下進行，將纖維暴露在逐漸升溫的熱源條件下，以減少熱應力對纖維結構的影響，逐步激活聚乳酸分子，有助于形成更穩定的結晶和交聯；
20、在熱固化過程中引入特定氣氛，包括氮氣或惰性氣體等，氣氛控制可以在一定程度上保護纖維的化學結構，提高其熱穩定性，以減少氧化反應對纖維的影響，防止纖維的熱降解和劣化。
21、優選地，所述預熱工藝在50℃～100℃范圍內進行逐漸升溫，并在15min內達到最高溫度，引入特定氣氛濃度范圍在95％～100％之間。
22、一種可降解抗菌聚乳酸彈性纖維，采用上述的制備方法制得。
23、相比現有技術，本專利技術的有益效果為：
24、1、本專利技術通過改造得到的新品聚乳酸纖維，對聚合反應進行優化，合理選擇催化劑，提高聚乳酸的分子量分布和結晶度，從而增強其降解能力，其降解性能得到提升，可以更快地分解為環境友好的物質，降低了對環境的負面影響，有利于減少塑料污染，符合可持續發展的要求；
25、2、本專利技術制備的聚乳酸纖維具有良好抗菌性能的纖維，提取抗菌草藥中的活性成分，將抗菌草藥提取物與功能化銀材料復合，通過添加抗菌劑和改變纖維表面結構方式實現，可用于醫療用品、個人防護用品等，有助于本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種可降解抗菌聚乳酸彈性纖維的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的可降解抗菌聚乳酸彈性纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟1中乳酸單體聚合反應還包括：
3.根據權利要求2所述的可降解抗菌聚乳酸彈性纖維的制備方法，其特征在于，所述聚合反應控制溫度在150℃～250℃之間，控制攪拌速率在50rpm-500rpm，其中催化劑的選擇包括鋅鹽或鋰鹽或錫催化劑。
4.根據權利要求1所述的可降解抗菌聚乳酸彈性纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟2中將銀離子合成為納米級粒子，提取抗菌草藥中的活性成分，將抗菌草藥提取物與功能化銀材料復合，將聚乳酸纖維浸泡于含有復合抗菌劑的溶液中，控制浸潤時間在30min～300min，浸漬后通過干燥將抗菌劑固定在纖維表面。
5.根據權利要求1所述的可降解抗菌聚乳酸彈性纖維的制備方法，其特征在于，選擇所述步驟3中聚酯彈性體或聚氨酯中的至少一種作為彈性劑的主體基質，通過接枝共聚反應，在彈性劑的分子結構上引入含有特性官能團的側鏈，并通過后續的修飾反應，進一步引入特性功能基團；
6.
7.根據權利要求1所述的可降解抗菌聚乳酸彈性纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟5中聚乳酸纖維的熱固化還包括預熱工藝以及氣氛控制，在較低溫度下進行，將纖維暴露在逐漸升溫的熱源條件下；在熱固化過程中引入特定氣氛，包括氮氣或惰性氣體。
8.根據權利要求7所述的可降解抗菌聚乳酸彈性纖維的制備方法，其特征在于，所述預熱工藝在50℃～100℃范圍內進行逐漸升溫，并在15min內達到最高溫度，引入特定氣氛濃度范圍在95％～100％之間。
9.一種可降解抗菌聚乳酸彈性纖維，其特征在于，采用如權利要求1-8任意一項所述的制備方法制得。
...【技術特征摘要】
1.一種可降解抗菌聚乳酸彈性纖維的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的可降解抗菌聚乳酸彈性纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟1中乳酸單體聚合反應還包括：
3.根據權利要求2所述的可降解抗菌聚乳酸彈性纖維的制備方法，其特征在于，所述聚合反應控制溫度在150℃～250℃之間，控制攪拌速率在50rpm-500rpm，其中催化劑的選擇包括鋅鹽或鋰鹽或錫催化劑。
4.根據權利要求1所述的可降解抗菌聚乳酸彈性纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟2中將銀離子合成為納米級粒子，提取抗菌草藥中的活性成分，將抗菌草藥提取物與功能化銀材料復合，將聚乳酸纖維浸泡于含有復合抗菌劑的溶液中，控制浸潤時間在30min～300min，浸漬后通過干燥將抗菌劑固定在纖維表面。
5.根據權利要求1所述的可降解抗菌聚乳酸彈性纖維的制備方法，其特征在于，選擇所述步驟3中聚酯彈性體或聚氨酯中...
【專利技術屬性】
技術研發人員：殷明，諸昌武，左志芳，單丹，梁偉杰，陳銥凡，
申請(專利權)人：揚州工業職業技術學院，
類型：發明
國別省市：
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