一种聚乳酸纤维的亲水改性方法
聚乳酸纤维

聚乳酸的结构与性能
1. 聚乳酸的结构
聚乳酸的结构式为:
由于原料原因,聚乳酸有聚D-乳酸(PDLA)、聚L-乳酸(PLLA)
和聚DL-乳酸(PDLLA)之分。生产纤维一般采用PLLA。
2. 聚乳酸的基本性质
基本性质
固体结构 熔点/°C Tg/°C 热分解温度/"C 拉伸率/% 断裂强度/(CN/dtex)
玉米纤维的生物分解性
。
聚乳酸纤维织物包埋于豆渣中的外观变化
聚乳酸纤 维优异的
性能
A
B
可生物降解性 优异的触感
C 导湿性
D 回弹性
E
F
耐燃性 紫外线稳定性 以及抗污性
05
聚乳酸纤维的应用
玉米纤维的主要用途
主要用途
服装用 家纺产品用
工业用 农业用 食品用 卫生医疗用 渔业用
主要产品
外衣、内衣、运动服装等 环保台布、窗帘、床上用品、盥洗用品等 强化纸、特殊环保用纸、包装袋、土工布等 防兽网、育苗袋、土壤补强材料、绳带等
50~60 180~200
-
溶于四氢呋喃、氯仿等 不溶于正庚烷
4~6
聚乳酸在所有生物可降解聚合物中熔点最高,结晶度大,透明度好,适合
用于制作纤维、薄膜及模压制品等。与标准的热塑性聚源自直接聚合合物相比,聚乳酸可发
生水解,最终生成无害
乳酸
丙交酯
的小分子水和二氧化碳, 而二氧化碳和水通过光
发酵
环化二聚
开环聚合
2 物理机械性能
聚乳酸纤维属于高强、中伸、低模型纤维。它具有足够的强度可以做一般 通用的纤维材料,实用性高;具有较低的模量,使得其纤维面料具有很好的加 工性能。聚乳酸纤维的断裂强度和断裂伸长率都与涤纶接近,这使得其面料具 有高强力,延伸性好、手感柔软、悬垂性好、回弹性好以及较好卷曲性和卷曲 持久性的优点。聚乳酸纤维的吸湿率较低,与涤纶接近,但是它有较好的芯吸 性,故水润湿性、水扩散性好,具有良好的服用性。同时,它还具有良好的弹 性回复率,适宜的玻璃化温度使其具有良好的定型性能和抗皱性能。
聚乳酸材料制备及性能研究

聚乳酸材料制备及性能研究在人工合成可降解高分子材料中,聚乳酸是近年来最受研究者们关注的一种。
它是一种生物可降解的热塑性脂肪族聚酯,是一种无毒、无刺激性,具有良好生物相容性、强度高、可塑性加工成型的生物降解高分子材料。
合成聚乳酸的原料可以通过发酵玉米等粮食作物获得,因此它的合成是一个低能耗的过程。
废弃的聚乳酸可以自行降解成二氧化碳和水,而且降解产物经光合作用后可再形成淀粉等物质,可以再次成为合成聚乳酸的原料,从而实现碳循环[3]。
因此,聚乳酸是一种完全具备可持续发展特性的高分子材料,在生物可降解高分子材料中占有重要地位。
迄今为止,学者们对聚乳酸的合成、性质、改性等方面进行了深入的研究。
2.1聚乳酸的合成聚乳酸以微生物发酵产物-乳酸为单体进行化学合成的,由于乳酸是手性分子,所以有两种立体结构。
聚乳酸的合成方法有两种;一种是通过乳酸直接缩合;另一种是先将乳酸单体脱水环化合成丙交酯,然后丙交酯开环聚合得到聚乳酸[4]。
2.1.1直接缩合[4]直接合成法采用高效脱水剂和催化剂使乳酸低聚物分子间脱水缩合成聚乳酸,是直接合成过程,但是缩聚反应是可逆反应,很难保证反应正向进行,因此不易得到高分子量的聚乳酸。
但是工艺简单,与开环聚合物相比具有成本优势。
因此目前仍然有大量围绕直接合成法生产工艺的研究工作,而研究重点集中在高效催化剂的开发和催化工艺的优化上。
目前通过直接聚合法已经可以制备具有较高分子量的聚乳酸,但与开环聚合相比,得到的聚乳酸分子量仍然偏低,而且分子量和分子量分布控制较难。
2.1.2丙交酯开环缩合[4]丙交酯的开环聚合是迄今为止研究较多的一种聚乳酸合成方法。
这种聚合方法很容易实现,并且制得的聚乳酸分子量很大。
根据其所用的催化剂不同,有阳离子开环聚合、阴离子开环聚合和配位聚合三种形式。
(1)阳离子开环聚合只有在少数极强或是碳鎓离子供体时才能够引发,并且阳离子开环聚合多为本体聚合体系,反应温度高,引发剂用量大,因此这种聚合方法吸引力不高;(2)阴离子开环聚合的引发剂主要为碱金属化合物。
浅谈聚乳酸及共聚物的降解

浅谈聚乳酸及共聚物的降解随着科学的进步,社会的发展,越来越多的高分子聚合物出现在人们日常生活中,俨然已经成为人们必不可少的生活用品,与人们的日常生活密切相关,如塑料口袋、汽车轮胎以及一些复合纤维。
高分子聚合物的应用,的确给人们带来了很多方便,与此同时,它也带来了一些问题,因为它们都属于有机物,所以在使用以后的善后处理工作就显得不那么容易。
首先,它不能燃烧,因为不论是塑料还是轮胎,它们在燃烧的时候会造成很大的污染,伴随着燃烧不充分的一氧化碳排到空气,对人体的伤害很大,对自然的破坏也很大;其次,不能掩埋,由于其特殊的高分子聚合物性质,注定了它的高含碳量,而碳的稳定性极强,因此,也不能对其进行掩埋。
由于它们的不可降解性,给人们对其善后处理带来了考验,处理成本高,处理不好会产生很多白色垃圾,造成严重的污染。
由于我们的日常生活出行已经离不开这些聚合物,因此,开发一种新的可降解的高分子聚合物取代这些不可降解的聚合物势在必行,在全球提倡净化空气,保护环境的大潮流下,聚乳酸(PLA)应运而生。
聚乳酸是由谷物的发酵,产生的乳酸(LA)为原料聚合而成,由于乳酸的主要成分是碳水化合物,所以聚乳酸的主要成分也是碳水化合物,聚乳酸在废弃以后,可以在自然界中降解为水和二氧化碳,不会对空气造成污染,在生活中使用也不会有毒副作用,是传统塑料很好的代替品。
一、聚乳酸的基本性质聚乳酸有三种:PDLA、PLLA、PDLLA(消旋) ,常用易得的是PDLLA和PLLA ,分别由乳酸或丙交酯的消旋体、左旋体制得。
因为PLA光学活性不一样,所以在微观结构上存在着显著的差异,进而致使它们的硬度、力学强度、加工性能、降解速率等方面有巨大的差异。
而PDLA、PLLA两者具备结晶性,具有熔点高的特点,其力学强度高,降解吸收时间长,适用于内植骨装置的固定。
PDLLA 为非结晶结构,降解吸收速度较快,适用于软组织修复。
此外,PLA有良好的光泽度与透明度,还有很好的拉伸度和延展度,有染色和织布等加工性能。
聚乳酸的结构、性能与展望

聚乳酸的结构、性能与展望聚乳酸是一种由乳酸分子聚合而成的生物降解性高分子材料,具有优良的生物相容性和可降解性。
近年来,随着环保意识的增强和生物医学领域的需求,聚乳酸的研究和应用越来越受到。
本文将探讨聚乳酸的结构、性能及其在各个领域的应用前景,同时分析当前研究中面临的挑战和问题,并提出相应的解决方案。
聚乳酸的分子结构由乳酸分子中的羟基与另一个乳酸分子中的羧基之间进行缩聚反应形成。
其分子链中存在大量的酯键,使得聚乳酸具有较好的生物降解性。
聚乳酸具有较好的机械性能,如高强度、高模量等,同时具有优异的热稳定性和绝缘性能。
聚乳酸还具有较好的耐油性和耐化学腐蚀性。
聚乳酸具有良好的生物相容性和可降解性,在体内可被分解为水和二氧化碳,最终排出体外。
聚乳酸还具有较低的免疫原性和较好的生物活性,使其在生物医学领域中具有广泛的应用前景。
在生物医学领域,聚乳酸被广泛应用于药物载体、组织工程、人工器官等方面。
例如,利用聚乳酸制备的药物载体能够实现药物的定向传输和可控释放,提高药物的疗效并降低副作用。
由于聚乳酸具有优异的可降解性和环保性,其在包装材料领域的应用越来越受到。
利用聚乳酸制备的包装材料能够有效地保护商品,同时减少对环境的污染。
在建筑领域,聚乳酸可用于制备建筑材料,如塑料门窗、防水材料等。
这些材料不仅具有较好的物理性能,还可实现资源的有效利用和环境保护。
聚乳酸的制备需要使用大量的乳酸原料,导致其成本较高。
为降低成本,可考虑采用廉价的原材料替代部分乳酸,如淀粉、纤维素等。
提高生产工艺的效率也是降低成本的重要途径。
聚乳酸的降解速率过快,可能导致其在某些领域的应用效果不佳。
为解决这一问题,可通过对聚乳酸进行改性处理,如添加交联剂、引入长支链结构等,以调节其降解速率。
聚乳酸的加工成型较困难,对其应用范围造成一定限制。
为此,可研发新型的加工设备和工艺,提高聚乳酸的加工成型效率和质量。
聚乳酸作为一种生物降解性高分子材料,具有优良的生物相容性和可降解性,在生物医学、包装材料、建筑等领域具有广泛的应用前景。
生物降解高分子聚乳酸的合成和改性研究进展

生物降解高分子聚乳酸的合成和改性研究进展摘要:聚乳酸(polylactic acid ,PLA) 是一种具有良好生物相容性、可降解性和可吸收性的高分子材料。
本文较全面地介绍了聚乳酸的合成与改性方法, 并对聚乳酸的合成及改性的研究方向进行了展望。
关键字:聚乳酸;合成;改性聚乳酸具有优良的生物相容性、生物可降解性,最终的降解产物是二氧化碳和水,不会对环境造成污染。
这使之在以环境和发展为主题的今天越来越受到人们的重视,并对其在工农业领域、生物医药领域、食品包装领域的应用展开了广泛的研究。
聚乳酸的合成是以乳酸为原料,直接缩聚得到,由于反应产物水难以从体系中排除,所以产物分子量较低,很难满足实际要求。
若采用两步聚合法丙交酯开环聚合,虽可制备出高相对分子质量的聚乳酸,但其流程冗长,成本高。
聚乳酸合成的高成本及其疏水性、脆性等性能缺陷,限制了其应用范围,所以目前对聚乳酸的研究主要集中在改性上。
本文主要从聚乳酸合成和改性两方面综述国内外聚乳酸的最新研究进展。
1 聚乳酸合成方法目前聚乳酸的合成主要有两种方法,即丙交酯开环聚合法和直接缩聚法[1-4]。
1.1 直接缩聚法乳酸同时具有—OH 和—COOH,是可直接缩聚的。
聚乳酸的直接缩合制备聚乳酸方法简单, 利用乳酸的活性, 在加热条件下, 乳酸分子间发生脱水缩合,可以直接合成分子量较高的聚乳酸。
但是, 乳酸的直接缩聚由于存在着乳酸、水、聚酯及丙交酯的平衡, 不易得到高分子量的聚合物。
直接合成法要获得高分子量的聚合物必须注意以下三个问题: (1) 动力学控制; (2) 水的有效脱出; (3) 抑制降解。
Hiltunen[5]等研究了不同催化剂对乳酸直接聚合的影响。
日本Ajioka 等开发了连续共沸除水直接聚合乳酸的工艺。
国内赵耀明[6]以联苯醚为溶剂,通过溶液直接聚合制得粘均分子量为 4 万的聚合物。
现已可由直接聚合方法制得具有实用价值的PLA 聚合物,并且此聚合方法工艺简单,化学原料及试剂用量少,但直接聚合的PLA 分子量仍偏低,需进一步提高,才能使其具有更加广泛的用途。
聚乳酸(PLA)生物可降解材料

良好的透明性和光泽度
PLA具有与传统的石油基塑料相似的 透明性和光泽度,可用于制造需要透 明度的产品。
PLA材料的用途
包装材料
PLA可制成一次性餐具、塑料袋等包装材料, 替代传统的石油基塑料。
3D打印材料
PLA是3D打印领域常用的材料之一,可用于 制造各种定制产品。
医疗领域
PLA可用于制造医疗用品,如手术缝合线、 药物载体等。
水解反应使PLA分子链断裂成较小的分子片段, 氧化反应则使PLA分子链上的碳碳键断裂。
随后,微生物如细菌、真菌等开始利用这些小 分子片段进行生长和繁殖,进一步降解PLA材 料。
影响PLA材料生物降解的因素
环境温度和湿度
较高的温度和湿度有利于PLA材料的生物降 解。
PLA材料的结构和性质
PLA材料的分子量、结晶度、添加剂等都会 影响其生物降解性能。
PLA是一种热塑性聚合物,具有与传 统的石油基塑料相似的加工性能和物 理性质。
PLA材料的特性
可完全生物降解
PLA在自然环境中可被微生物分解为 水和二氧化碳,具有良好的环保特性。
良好的加工性能
PLA具有良好的热塑性,可采用传统 的塑料加工技术进行成型加工,如注 塑、吹塑、挤出等。
良好的机械性能
PLA具有较高的拉伸强度、弯曲模量 和冲击强度,可满足各种应用需求。
PLA的降解速度过快,导致其性能不稳定,容易在正常使 用过程中出现损坏。
01
降解速度过慢
PLA的降解速度过慢,导致其难以在短 时间内完全分解,对环境造成一定的负 担。
02
03
降解条件控制
需要控制PLA的降解条件,以确保其在 适当的条件下进行分解,同时保持良 好的性能和稳定性。
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说明书摘要本发明涉及一种亲水性良好的聚乳酸纤维的制备方法。
本发明提供的方法包括将聚乳酸纤维置于HCl或者NaOH溶液中降解,使纤维表面进行部分水解;接着将表面部分水解后的聚乳酸纤维浸泡于a-溴代丙酰溴的乙酸溶液中,纤维表面的羟基与溴代丙酰溴的酰溴基团反应得到纤维表面含溴基团的聚乳酸纤维;最后将表面含溴基团的聚乳酸纤维浸泡于乙烯基吡咯烷酮的乙酸溶液中,乙烯基吡咯烷酮在纤维表面进行原子转移自由基聚合接枝到聚乳酸纤维表面。
本发明采用化学方法将亲水性良好的聚乙烯吡咯烷酮接枝在聚乳酸纤维的表面,接枝率达到17.56~55.80%,使得改性之后的聚乳酸纤维的吸水率达到350~520%,是未改性聚乳酸纤维吸水率的6~10倍,并且改性之后聚乳酸纤维的断裂强度没有降低。
权利要求书1. 一种聚乳酸纤维亲水化改性的方法,其特征在于,所述的聚乳酸纤维亲水化改性的方法按以下步骤进行:A、将聚乳酸纤维浸泡在温度为37 0C,浓度为0. 01mol /L~0.05 mol /L的降解液中进行降解3-7天,得到表面含有羟基的聚乳酸纤维;所述降解液为HCl或NaOH水溶液中的一种;B、将经A步骤得到的表面含有羟基的聚乳酸纤维浸泡在浴比为1: 50~1: 80乙酸反应介质中,在250C、氮气保护下,对乙酸反应介质中依次加入吡啶和a-溴代丙酰溴,充分搅拌,反应时间24小时,得到纤维表面含有溴基团的改性聚乳酸纤维;其中吡啶与聚乳酸纤维的摩尔比为1:1,a-溴代丙酰溴与聚乳酸纤维摩尔比3:1~5:1;C、将经B步骤得到的表面含溴基团的聚乳酸纤维浸泡在浴比为1: 50~1: 80乙酸反应介质中,在400C、氮气保护下,对乙酸反应介质依次加入乙烯基吡咯烷酮、溴化铜、2, 2-联吡啶,充分搅拌反应24小时,乙烯基吡咯烷酮在纤维表面进行原子转移自由基聚合,得到表面接枝聚乙烯吡咯烷酮的聚乳酸纤维;其中乙烯基吡咯烷酮与聚乳酸纤维的摩尔比为50: 1~80: 1,溴化铜与聚乳酸纤维的摩尔比为1: 1,2, 2-联吡啶与聚乳酸的摩尔比为2: 1;D、用甲醇对经C步骤得到的表面接枝聚乙烯吡咯烷酮的聚乳酸纤维进行清洗,干燥。
说明书一种聚乳酸纤维亲水化改性的方法技术领域本发明涉及一种提高聚乳酸纤维亲水性的改性方法,属于化学方法类。
背景技术聚乳酸(PLA)纤维是20世纪90年代末实现工业化生产的一种新型环保纤维,具有来源丰富、可生物降解、物理机械性能和加工性能优良等特点。
但作为一种脂肪族聚酯纤维,性能依然存在不少缺陷,特别是聚乳酸(PLA)纤维亲水性差,使得聚乳酸(PLA)纤维织物的吸湿导湿性差,严重影响其在服装、家用纺织品、医疗用品以及卫生用品等方面的应用。
目前对聚乳酸纤维亲水化改性的方法主要有异形截面纤维的制备、聚乳酸和其它亲水性的聚合物的双组份纤维的制备、聚乳酸纤维表面化学改性。
其中异形截面的聚乳酸纤维由于表面具有凹槽或断面异形化,这不仅增加了表面积,使纤维表面吸湿能力增加,而且也使纤维间毛细空隙保持的水分增加,但是这种靠形状不同而使纤维的亲水或者吸湿性提高的幅度不大,毕竟纤维成分里没有亲水性的物质。
双组份纤维是将聚乳酸和其它亲水性的聚合物混合,用双螺杆进行复合共纺或者熔融共混,研制具有皮芯复合形式的异形截面的新型纤维,其吸水性大大提高,但是这种方法涉及两种聚合物相容性、两相界面作用力以及纺丝设备的改造问题,整个纺丝过程非常复杂。
聚乳酸纤维表面化学改性包括各种生物酶、低温等离子体对聚乳酸纤维表面进行处理,这两种表面改性的方法机理一样,均是聚乳酸纤维表面发生降解,生成大量的亲水性的羟基、氨基或自由基等;生物酶、低温等离子体对聚乳酸纤维表面进行处理工艺较为简单,能明显改善纤维的亲水性和润湿性,但是由于使纤维表面的聚乳酸发生降解,纤维表面产生很明显的刻蚀现象,使得改性之后的纤维的力学强度大大下降,力学性能的下降将直接影响纤维的纺纱和织造等后续工艺。
例如《合成纤维工业》杂志2009年第1期中“聚乳酸纤维的脂肪酶表面改性处理”一文中介绍了脂肪酶Lipex100L和L3126对聚乳酸(PLA)纤维进行表面处理,结果显示,脂肪酶Lipex100L和L3126均能对聚乳酸(PLA)纤维产生水解作用,并对聚乳酸(PLA)纤维表面产生了刻蚀作用。
《针织工业》杂志2000年第6期中“低温等离子体技术在纺织品中的应用”一文中介绍了等离子技术对纺织材料(织物、纱线、纤维)的作用方式、原理及应用,指出利用含特定粒子气体的等离子体1,在纺织材料表面自由基位置引入新官能团,如引入-NH2或含氧官能团-OH、-OOH等,这些官能团均是亲水性官能团,能提高材料的亲水性;文章中也指出等离子技术对材料表面有刻蚀作用。
《化学工业与工程》杂志2004年第1期中“聚乳酸微球表面的氨等离子体表面改性”一文中采用氨气氛下低温等离子体技术对聚乳酸微球疏水性表面进行处理,在微球表面引入-NH2或-NH基团,使聚乳酸微球表面具有较高亲水性,表面接触角明显降低。
《毛纺科技》杂志2008年第12期中“真空等离子体处理对聚乳酸纤维表面性能的影响”一文中采用真空等离子体技术处理聚乳酸纤维,通过扫描电镜观察处理后聚乳酸纤维的表面形态,发现处理后由于等离子体对纤维表面的刻蚀作用,使纤维表面产生不同程度的凸起或裂纹,这无疑会降低纤维的强度。
以上三种聚乳酸纤维改性方法中,异形截面纤维和双组份纤维的制备属于物理改性方法,而聚乳酸纤维表面化学改性过程中既有物理过程(纤维表面刻蚀,发生形变),又有化学过程(在纤维的表面产生自由基、亲水基团等)。
发明内容针对聚乳酸纤维表面亲水化改性存在的问题,本发明的目的是提供一种既能提高聚乳酸纤维亲水性、又能保持聚乳酸纤维高强度的表面亲水化改性的方法,为了实现上述目的,本发明的技术方案为:一种聚乳酸纤维亲水化改性的方法,所述的聚乳酸纤维亲水化改性的方法按以下步骤进行:A、将聚乳酸纤维浸泡在温度为37 0C,浓度为0. 01mol /L~0.05 mol /L的降解液中进行降解3-7天,得到表面含有羟基的聚乳酸纤维。
所述降解液为HCl或NaOH水溶液中的一种。
B、将经A步骤得到的表面含有羟基的聚乳酸纤维浸泡在浴比为1: 50~1: 80乙酸反应介质中,在250C、氮气保护下,对乙酸反应介质中依次加入吡啶和a-溴代丙酰溴,充分搅拌,反应时间24小时,得到纤维表面含有溴基团的改性聚乳酸纤维。
其中吡啶与聚乳酸纤维的摩尔比为1:1,a-溴代丙酰溴与聚乳酸纤维摩尔比3:1~5:1。
C、将经B步骤得到的表面含溴基团的聚乳酸纤维浸泡在浴比为1: 50~1: 80乙酸反应介质中,在400C、氮气保护下,对乙酸反应介质依次加入乙烯基吡咯烷酮、溴化铜、2, 2-联吡啶,充分搅拌反应24小时,乙烯基吡咯烷酮在纤维表面进行原子转移自由基聚合,得到表面接枝聚乙烯吡咯烷酮的聚乳酸纤维。
2其中乙烯基吡咯烷酮与聚乳酸纤维的摩尔比为50: 1~80: 1,溴化铜与聚乳酸纤维的摩尔比为1: 1,2, 2-联吡啶与聚乳酸的摩尔比为2: 1。
D、用甲醇对经C步骤得到的表面接枝聚乙烯吡咯烷酮的聚乳酸纤维进行清洗,干燥。
由于采用以上技术方案,本发明的优点是:1)本发明的制备采用化学方法将亲水性高分子聚乙烯吡咯烷酮接枝到聚乳酸纤维的表面,与传统物理涂覆亲水性高分子于纤维表面的方法相比,本发明中的聚乙烯吡咯烷酮是通过化学键接到聚乳酸纤维的表面,聚乙烯吡咯烷酮并不会随着聚乳酸纤维织物的水洗而发生脱落;而采用物理涂覆的方法得到的改性聚乳酸纤维,由于亲水性聚合物与聚乳酸纤维表面之间是物理相互作用,亲水性聚合物随着聚乳酸纤维织物的水洗会发生脱落,聚乳酸纤维织物亲水性会下降。
2)现有技术生物酶、低温等离子体对聚乳酸纤维表面进行处理时,聚乳酸纤维表面发生降解,生成大量的亲水性的羟基,同时,纤维表面出现刻蚀现象,使得纤维的力学强度下降;本发明提供的方法中,水解的聚乳酸纤维表面接枝了亲水性高分子聚乙烯吡咯烷酮,接枝的聚乙烯吡咯烷酮包覆在水解的聚乳酸纤维表面,使得改性之后的聚乳酸纤维保持了原纤维的高强度。
3)本发明的工艺简单、反应条件温和。
整个改性工艺过程没有高温高压、真空、超低温等要求,所有的改性反应均在25~400C之间完成。
附图说明图1为实施例1中水解聚乳酸纤维表面扫描电镜图图2为实施例2中水解聚乳酸纤维表面表面扫描电镜图图3为实施例1中聚乳酸纤维表面接枝聚乙烯吡咯烷酮的表面扫描电镜图图4为实施例3中聚乳酸纤维表面接枝聚乙烯吡咯烷酮的表面扫描电镜图具体实施方式本发明采用化学方法对聚乳酸纤维进行亲水化改性,提高聚乳酸亲水性的同时,保留了聚乳酸纤维的高强度。
见附图一种聚乳酸纤维亲水化改性的方法,所述的聚乳酸纤维亲水化改性的方法按以下步骤进行:A、对聚乳酸纤维表面进行水解。
将聚乳酸纤维浸泡在温度为370C,浓度为0. 01mol/L~0.05 mol /L的降解液中进行降解3-7天,得到表面含有羟基的聚乳酸纤维,所述降解液为HCl或NaOH水溶液中的一种。
相对于原始纤维光滑的表面,经水解之后的纤维表面粗糙不平,表面出现很明显的沟壑。
聚乳酸纤维具有致密皮层结构,皮层的取向度和结晶度均较高,为了使纤维表面含有一定数量的可反应性的羟基(-OH)基团,并且纤维的力学性能不能损失太多,降解的条件需要控制,降解液的浓度在0.01mol/L~0.1 mol/L之间,降解的时间为3~7天,降解温度370C。
B、对水解之后的聚乳酸纤维表面进行溴化反应。
将经A步骤得到的表面含有羟基的聚乳酸纤维浸泡在浴比为1: 50~1: 80乙酸反应介质中,在250C、氮气保护下,对乙酸反应介质中依次加入吡啶和a-溴代丙酰溴,充分搅拌,反应时间24小时,得到纤维表面含有溴基团的改性聚乳酸纤维;其中吡啶与聚乳酸纤维的摩尔比为1:1,a-溴代丙酰溴与聚乳酸纤维摩尔比3:1~5:1。
在溴化反应过程中,聚乳酸纤维表面的羟基与溴代丙酰溴的酰溴基团反应24小时得到表面含溴基团的聚乳酸纤维。
选择乙酸作为反应介质,保持浴比为1: 50~1: 80,一方面乙酸不能溶解聚乳酸纤维,而催化剂吡啶、溴化剂溴代丙酰溴均能均匀溶解里面,另一方面,较大的浴比能够使得聚乳酸纤维均匀疏松分布其中,这样使得纤维表面能充分接触反应剂和催化剂,有助于溴化反应能充分进行;吡啶与聚乳酸的摩尔比为1:1,吡啶作为催化剂,不需要太多的量,但是a-溴代丙酰溴与聚乳酸摩尔比3:1~5:1,这主要是由于聚乳酸纤维体积大,相对于小分子,其活动性能低,这些会影响整个反应的速度及反应效率,因此将a-溴代丙酰溴的物质量增加,以保证溴基团尽可能多的取代羟基基团。
C、溴化之后的聚乳酸纤维表面接枝聚乙烯吡咯烷酮的反应。