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CN118292138A - 一种可生物降解纤维、可生物降解的非织造物及制备方法和应用 - Google Patents

一种可生物降解纤维、可生物降解的非织造物及制备方法和应用 Download PDF

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CN118292138A
CN118292138A CN202410391509.7A CN202410391509A CN118292138A CN 118292138 A CN118292138 A CN 118292138A CN 202410391509 A CN202410391509 A CN 202410391509A CN 118292138 A CN118292138 A CN 118292138A
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CN
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polyester
triblock copolymer
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biodegradable
polycarbonate
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CN202410391509.7A
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曹晓瀚
魏人建
王成结
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Hangzhou Hecai Technology Co ltd
Original Assignee
Hangzhou Hecai Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种可生物降解纤维及其制备方法和应用，按重量份计，可生物降解纤维的原料组成包括80～99份聚酯‑聚碳酸酯亚丙酯‑聚酯三嵌段共聚物；0.1～5.0份改性剂；0.05～8.00份助剂，改性剂选自长碳链脂肪族聚酰胺和/或聚赖氨酸。本发明公开的可生物降解纤维具备完全生物降解性，且兼具高机械强度与优异的热稳定性，可以满足实际应用或高性能领域的需要；本发明公开的制备方法简单、可控，具有工业化放大的潜力。

Description

一种可生物降解纤维、可生物降解的非织造物及制备方法和 应用
技术领域
本发明涉及纤维和非织造物技术领域，尤其涉及一种可生物降解纤维、可生物降解的非织造物及制备方法和应用。
背景技术
全球每年有超过9200万吨的纺织品废品被产生，而这些废品中仅有15％被回收和利用。在我国合成纤维的循环利用仍面临着诸多挑战，由于当前循环利用的成本和技术上的壁垒较高，常见的处理方式是直接掩埋或焚烧，但这样的处理方式会带来诸多环境问题。首先，大部分合成纤维纺织品的降解性能并不理想，直接进行掩埋会占据大量的土地资源，并严重干扰土壤环境的自然修复过程。其次，焚烧合成纤维同样不是一个理想的选择，在燃烧过程中，合成纤维会释放出大量有害气体，不仅对大气环境造成污染，还可能对人类健康产生极大的危害。因此，为了有效解决废旧纺织品问题，我们必须积极寻求新的途径。研究生物可降解材料以及推动生物可降解合成纤维的研究和应用，无疑是一个具有潜力的方向。通过研发和应用这些新型可生物降解材料，不仅可以减少纺织品废弃后对环境的负面影响，还可推动纺织产业的可持续发展。
聚碳酸亚丙酯(PPC)是一种以CO2和环氧丙烷为原料合成的一种可生物降解的环保型材料，具备显著的生物降解特性与负碳优势。PPC中CO2的引入量可达42wt％，CO2的充分利用可以很大程度上降低化石资源的消耗，并降低CO2向大气中的排放量，实现绿色低碳环保。目前有关PPC的研究多聚焦于共混改性，具体主要与其它可生物降解塑料和无机粒子进行共混改性，并研究共混材料的性能特征，虽然PPC本身的成纤性能很好，但是研究者极少利用PPC来纺丝制备纤维，原因是PPC的玻璃化转变温度低，纤维成型后在室温下易发生粘结，同时利用PPC制成纤维和非织造物的力学强度不如由聚烯烃制成的纤维和非织造物。少数研究人员尝试以聚碳酸酯醚多元醇为原料使用静电纺丝技术来制备纳米纤维，但由于聚碳酸酯醚多元醇中碳酸酯基团的含量较低，再加上与二异氰酸酯反应生产聚氨酯后，其可生物降解性能大幅度降低，很难成功制备出满足可生物降解标准的纤维产品。
聚乳酸(PLA)和聚乙醇酸(PGA)均是典型的可生物降解塑料，具有良好的结晶性、透明性、耐热性、化学稳定性等优点，可用于包装材料、手术缝合线、纤维和非织造布等领域，尤其是PLA还具有良好的光泽性和较好的吸湿透气性、抑菌防霉性、防紫外线等性能，适用于纺丝加工方式。但PLA存在韧性差、加工稳定性和阻隔性不理想、原料成本昂贵，PGA存在韧性差、降解速度过快和熔体强度差、等缺点。
目前，通过溶液或熔融方法将PPC与其它可生物降解塑料进行共混改性，制备复合材料纤维鲜有相关报道，且其综合性能还无法满足实际应用或高性能领域的需要。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明公开了一种可生物降解纤维及其制备方法和应用，该可生物降解纤维具备完全生物降解性，且兼具高机械强度与优异的热稳定性，可以满足实际应用或高性能领域的需要；本发明公开的制备方法简单、可控，具有工业化放大的潜力。
具体技术方案如下：
一种可生物降解纤维，按重量份计，原料组成包括：
聚酯-聚碳酸酯亚丙酯-聚酯三嵌段共聚物 80～99份；
改性剂 0.1～5.0份；
助剂 0.05～8.00份；
所述改性剂选自长碳链脂肪族聚酰胺和/或聚赖氨酸。
本发明公开了一种可生物降解纤维，通过共聚合在PPC中引入PLA和/或PGA链节，并加入特定的长碳链脂肪族聚酰胺和/或聚赖氨酸作为改性剂可以制备得到兼具高机械强度与优异热稳定性的纤维，并解决PPC纤维成型后易发生粘结的问题。经试验发现，长碳链脂肪族聚酰胺或聚赖氨酸与聚酯和聚碳酸酯亚丙酯均具有较好的相容性，且酰胺链段分子间氢键的相互作用可提高聚酯-聚碳酸酯亚丙酯-聚酯三嵌段共聚物的热稳定性和力学性能。经试验还发现，若不加入改性剂，或者加入的改性剂的结构以及数均分子量不合适均无法制备得到兼具高机械强度与优异热稳定性的纤维。
优选的：
所述长碳链脂肪族聚酰胺中酰胺基团间长链烷基的碳数为6～12；
所述聚赖氨酸选自ε-聚赖氨酸。
进一步优选：
所述长碳链脂肪族聚酰胺选自PA66、PA610、PA1010、PA1012、PA1212中的一种或多种。
经试验发现，若采用的聚酰胺选自PA56时，对提高聚酯-聚碳酸酯亚丙酯-聚酯三嵌段共聚物力学性能和热稳定性能的效果较差。
优选的，所述改性剂的数均分子量为500～6000g/mol；经试验发现，当改性剂的数均分子量过大，如采用市售的高分子量PA(如美国杜邦PA610牌号RS3061L，数均分子量为1.8w)时，改性剂与聚酯-聚碳酸酯亚丙酯-聚酯三嵌段共聚物在共混后会发生宏观的相分离现象，不仅没有改善三嵌段共聚物，反而使其力学性能和热性能均发生降低。
进一步优选，所述改性剂的数均分子量为500～3000g/mol，更优选为1000～3000g/mol。
所述聚酯-聚碳酸酯亚丙酯-聚酯三嵌段共聚物的数均分子量为40000～110000g/mol，分子量分布为1.1～4.5，其中，聚酯链节、聚碳酸酯亚丙酯链节和聚醚链节在主链中的摩尔百分含量分别为7～57％、40～90％和0.1～3％，且共聚物结构特征为两端为聚酯段，中间为聚碳酸亚丙酯段。
优选的，所述聚酯-聚碳酸酯亚丙酯-聚酯三嵌段共聚物选自聚乙交酯-聚碳酸酯亚丙酯-聚乙交酯三嵌段共聚物和/或聚丙交酯-聚碳酸酯亚丙酯-聚丙交酯三嵌段共聚物。
所述聚酯-聚碳酸酯亚丙酯-聚酯三嵌段共聚物可以采用两种方式制备得到，一种是两步法制备，另一种是一锅分段式制备。
所述两步法制备，是先在一个反应器中聚合制备聚碳酸酯亚丙酯粗品，经纯化处理后制备得到聚碳酸酯亚丙酯纯品；再以该聚碳酸酯亚丙酯纯品为原料，在另一反应器中进行共聚制备得到聚酯-聚碳酸酯亚丙酯-聚酯三嵌段共聚物。
所述一锅分段式制备，反应是在一个反应器中进行，先经聚合制备聚碳酸酯亚丙酯粗品，无需纯化后处理，直接再加入环内酯单体，经共聚制备得到聚酯-聚碳酸酯亚丙酯-聚酯三嵌段共聚物。
采用一锅分段式制备，不仅简化了生产工艺，减少了生产设备的投入，更适合工业化生产；更为重要的是，经试验发现，相对于两步法制备，采用一锅分段式制备得到的聚酯-聚碳酸酯亚丙酯-聚酯三嵌段共聚物具有更窄的分子量分布，产物性能更可控。
一锅分段式制备聚酯-聚碳酸酯亚丙酯-聚酯三嵌段共聚物，具体包括如下步骤：
(1)将催化剂、环氧丙烷加入高压反应器中，通入CO2至高压反应器中，经本体聚合或溶液聚合后，再进行泄压和抽真空处理；
(2)在常压氮气保护下，向高压反应器中加入环内酯单体和溶剂，经共聚后得到聚酯-聚碳酸酯亚丙酯-聚酯三嵌段共聚物粗产物，最后经纯化和造粒后得到所述聚酯-聚碳酸酯亚丙酯-聚酯三嵌段共聚物。
本制备方法中有个关键步骤，需要在步骤(1)的聚合反应之后先进行泄压以及抽真空处理，通过抽真空去除聚合粗产物中的环氧丙烷和/或溶剂。经试验发现，若是不进行抽真空处理，即泄压之后直接通入氮气保护，然后加入环内酯单体和溶剂进行共聚，会导致制备的产物为聚酯-co-聚醚-b-聚碳酸酯亚丙酯-b-聚酯-co-聚醚共聚物，而非目标产物聚酯-聚碳酸酯亚丙酯-聚酯三嵌段共聚物。
步骤(1)中：
所述催化剂选自锌-钴双金属氰化物催化剂和/或负载型锌-钴双金属氰化物催化剂；
催化剂的用量为步骤(1)中环氧丙烷和步骤(2)中环内酯单体总重量的0.01～0.50wt％。
优选的：
通入CO2至高压反应器内的压力为1～5Mpa；
本体聚合或溶液聚合的聚合温度为50～100℃；
采用溶液聚合时，还需加入溶剂，选自碳酸二甲酯、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿中的一种或多种。
步骤(2)中：
所述环内酯单体选自乙交酯和/或丙交酯；
所述溶剂选自四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿中的一种或多种；
所述共聚，温度为50～100℃。
原料组成中，所述助剂包括爽滑剂、扩链剂、抗氧剂、紫外吸收剂中的一种或多种。
所述爽滑剂选自硬脂酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺中的一种或多种；相比于未加入爽滑剂，将爽滑剂添加至聚酯-聚碳酸酯亚丙酯-聚酯三嵌段共聚物中制成的纤维更柔软，同时爽滑剂的加入可进一步解决PPC纤维在高温下易粘结的问题。
所述扩链剂选自乙烯-马来酸酐共聚物和/或甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油醚共聚物，扩链剂的数均分子量为3000～10000g/mol，分子量分布为1.1～3.0；在可生物降解塑料加工工序中，由于热、水气和杂质的作用，聚合物链会发生断裂，致使材料的性能下降，在聚酯和聚碳酸酯分子链的断裂处常会产生活性基团，如端羧基和端羟基，这些基团可以和含环氧官能团的扩链剂反应，从而提高聚合物的分子量，并通过引入长支链结构，提高聚合物熔体强度，改善聚合物加工性能。
所述抗氧剂选自十八烷基3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、季戊四醇四(双-T-丁基羟基氢化肉桂酸)酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯中的一种或多种。
所述紫外吸收剂选自双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、4-甲氧基-2-羟基二苯甲酮、2-(5-氯-2-苯三唑基)-6-叔丁基对甲酚、邻羟基苯甲酸苯酯中的一种或多种；含有不饱和生色官能团的有机高分子材料，在阳光辐照的环境下，生色基团能够吸收紫外线辐射，当吸收的能量超过其键能时，可引发化学键断裂，加速材料的氧化降解，从而导致材料损伤失效。紫外吸收剂的引入，可有效减缓可生物降解纤维的紫外老化。
按重量份计，所述可生物降解纤维的原料组成包括：
优选的，原料组成包括：
本发明还公开了所述的可生物降解纤维的制备方法，包括：
S1：将包括聚酯-聚碳酸酯亚丙酯-聚酯三嵌段共聚物、改性剂和助剂的所有原料混合均匀得到混合物；
S2：将所述混合物进行纺丝工艺，得到所述可生物降解纤维。
所述纺丝工艺包括熔体纺丝、静电纺丝或溶液纺丝。
当采用熔体纺丝时，采用纺丝-拉伸一步法实现，纺丝头的温度为190～230℃，纺丝速度为200～600m/min，牵伸比为1.5～4.0，拉伸温度为60～80℃。
当采用静电纺丝时，电压9～13kV、推进速度1.5～2.5mL/h、接收距离11～20cm、接收滚筒转速50～110r/min、温度为25～45℃。
当采用溶液纺丝时，将原料溶于本领域常见的溶剂中进行湿法纺丝，注射速度15～30uL/min，水浴长度20～40cm，水浴温度40～50℃。
优选的，采用熔体纺丝工艺或静电纺丝工艺，进一步优选采用熔体纺丝工艺。
本发明制备的可生物降解纤维的断裂强度为3.0～4.6cN/dtex，断裂伸长率为35～60％，热分解温度为260～280℃。
本发明还公开了根据所述的可生物降解纤维制备得到的可生物降解的非织造物，非织造物是由将本发明制备的可生物降解纤维布置成幅材，再经幅材固结后得到。
所述幅材固结的方法可采用热粘合、热砑光、水力缠结、针刺或化学粘合等，优选通过水力缠结、热粘合或热砑光完成固结。
本发明还公开了所述非织造物在医疗卫生用布、纺织服装用布、家庭装饰用布领域中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明通过共聚合引入的PLA或PGA链节，同时在原料体系中加入特定的长碳链脂肪族聚酰胺和/或聚赖氨酸作为改性剂，可使PPC的热性能及力学性能得到明显改善，解决了PPC热稳定性差和纤维成型后易发生粘结的问题，为完全可生物降解聚碳酸酯亚丙酯纤维的工业化提供了一条良好途径。
(2)本发明采用的锌-钴双金属氰化物催化剂具有较好的普适性，既可催化二氧化碳与环氧丙烷共聚，又可催化环内酯开环，使用简单的“一锅法”就可制备聚酯-聚碳酸酯亚丙酯-聚酯三嵌段共聚物，具有工业化放大的潜力。
附图说明
图1为实施例1制备的可生物降解纤维固结后的光学图片；
图2为实施例7制备的可生物降解纤维的扫描电子显微镜图片；
图3为实施例8制备的可生物降解纤维的实物图片。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明。但应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下述实施方式中所用的试验材料和试剂等，无特殊说明，均可从商业途径获得。实施例中未注明具体技术或条件者，均可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
实施例1
(1)将0.2g锌-钴双金属氰化物催化剂、1200g环氧丙烷加入干燥的高压反应器中，在80℃的温度下，通入CO2至反应器内的压力为4.5MPa，经本体聚合反应8h后得到PPC粗产物，再经泄压和真空除去粗产物中的环氧丙烷，得到羟基封端的纯PPC；然后在常压氮气保护下，向反应器中加入480g丙交酯单体和500g四氢呋喃，待PPC和丙交酯单体溶解后，继续在80℃的温度下反应6h后冷却，将粗产物经纯化和造粒后得到PLA-PPC-PLA三嵌段共聚物；用1H NMR测试计算PLA链节、PPC链节和聚醚链节在主链中的摩尔百分含量分别为39％、60％和1％，使用GPC测试PLA-PPC-PLA三嵌段共聚物的数均分子量为90000g/mol，分子量分布为2.4。
(2)在盛有210g纯水的反应器中加入240g已二胺，开启搅拌后缓慢加入212g癸二酸，在氮气保护下和75℃纯水中制取质量分数50％的聚酰胺610盐溶液，反应1h后检测盐溶液pH值，使用微量的癸二酸或己二胺将pH值控制在7.6～7.8。通过浓缩、过滤、洗涤去除杂质，得到纯净的盐类产物，将纯净的盐类产物在275℃和1.4MPa压力下经浓缩和聚合反应生成聚酰胺610产品，聚酰胺的分子量通过加入少量的醋酸(用量为盐类产物的1.5wt％)来调节。使用GPC测试，本实施例制备的聚酰胺610的数均分子量为1000g/mol，分子量分布为2.1。
(3)将92重量份本实施例制备的PLA-PPC-PLA三嵌段共聚物，4重量份本实施例制备的聚酰胺610，3重量份的油酸酰胺，0.6重量份扩链剂ADR4468(巴斯夫)，0.2重量份十八烷基3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯，0.2重量份双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯使用双螺杆挤出机混合均匀并造粒得到混合物切片，造粒温度为130～175℃；然后将混合物切片在60℃真空干燥箱中干燥8h；再将混合物切片在纺丝机中加热熔融，通过熔体泵传送以保证恒定的进料速率进行熔融纺丝，调节纺丝头的温度为195℃，纺丝速度为300m/min。纺丝的过程采用纺丝-拉伸一步法实现，牵伸比为2.1，拉伸温度为70℃。
实施例2
制备工艺与实施例1中基本相同，区别仅在于步骤(3)中原料组成包括：80重量份实施例1制备的PLA-PPC-PLA三嵌段共聚物，5重量份实施例1制备的聚酰胺610，3重量份的芥酸酰胺，0.6重量份扩链剂ADR4468(巴斯夫)，0.2重量份十八烷基3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯，0.2重量份双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
实施例3
制备工艺与实施例1中基本相同，区别仅在于步骤(3)中原料组成包括：85重量份实施例1制备的PLA-PPC-PLA三嵌段共聚物，3重量份实施例1制备的聚酰胺610，3重量份的油酸酰胺，0.6重量份扩链剂ADR4468(巴斯夫)，0.2重量份十八烷基3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯，0.2重量份双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
实施例4
制备工艺与实施例1中基本相同，区别仅在于步骤(3)中：
将数均分子量为1000的聚酰胺610替换为数均分子量为6000的聚酰胺610，制备步骤参考实施例1中的制备方法，此处不再赘述。
实施例5
制备工艺与实施例1中基本相同，区别仅在于步骤(3)中：
将聚酰胺610替换为等重量的聚酰胺1212(数均分子量为3000g/mol，分子量分布为2.2)，制备步骤参考实施例1中的制备方法，此处不再赘述。
实施例6
制备工艺与实施例1中基本相同，区别仅在于步骤(3)中：
将聚酰胺610替换为等质量的ε-聚赖氨酸，ε-聚赖氨酸的制备步骤如下：
将50gL-赖氨酸加入30mL二甲基甲酰胺中，开启搅拌使L-赖氨酸完全溶解。在氮气保护下，加入0.15g氯化亚铜作为催化剂，加入39g三氟乙酸作为保护剂。加热至50℃，反应24h。然后将反应液冷却至室温，加入氢氧化钠水溶液，调节pH至7～8。继续搅拌30min。将脱保护后的溶液加入0.2g硼氢化钠还原剂，继续搅拌30min，加热至60℃，反应24h。最后将反应液冷却至室温，加入盐酸调节pH至5～6，使反应停止。经纯化后得到ε-聚赖氨酸，使用GPC测试，本实施例制备的ε-聚赖氨酸的数均分子量为1100g/mol，分子量分布为2.0。
实施例7
制备工艺与实施例1中基本相同，区别仅在于步骤(3)中将熔融纺丝替换为静电纺丝，具体为：
将干燥后的混合物切片溶于二氯甲烷溶剂中进行静电纺丝，静电纺丝参数设置为：电压10kV、推进速度2.0mL/h、接收距离15cm、接收滚筒转速80r/min、温度为42℃。
实施例8
制备工艺与实施例1中基本相同，区别仅在于步骤(3)中将熔融纺丝替换为湿法纺丝，具体为：
将干燥后的混合物切片溶于二氯甲烷溶剂中进行湿法纺丝，湿法纺丝参数设置为：注射速度20μL/min，水浴长度35cm，水浴温度45℃。
实施例9
(1)将0.2g锌-钴双金属氰化物催化剂、1200g环氧丙烷加入干燥的高压反应器中，在80℃的温度下，通入CO2至反应器内的压力为4.5MPa，经本体聚合反应8h后得到PPC粗产物，将粗产物溶于500g二氯甲烷溶剂后，在1000g乙醇和2g盐酸的混合溶剂中沉析，重复操作3次左右，经洗涤、干燥后得到纯PPC产物。
(2)将步骤(1)得到纯PPC产物、480g丙交酯、0.24g辛酸亚锡、800g的四氢呋喃加入到反应器中，开启搅拌，待纯PPC和丙交酯单体溶解后，继续在80℃的温度下反应6h后冷却，将粗产物经纯化和造粒后得到PLA-PPC-PLA三嵌段共聚物；用1H NMR测试计算PLA链节、PPC链节和聚醚链节在主链中的摩尔百分含量分别为38％、61％和1％，使用GPC测试PLA-PPC-PLA三嵌段共聚物的数均分子量为74000g/mol，分子量分布为4.4。
步骤(3)与实施例1中的步骤(3)基本相同，区别仅在于将PLA-PPC-PLA三嵌段共聚物替换为等质量的采用本实施例的方法制备的PLA-PPC-PLA三嵌段共聚物。
实施例10
制备工艺与实施例1中基本相同，区别仅在于步骤(3)中：
将PLA-PPC-PLA三嵌段共聚物替换为等质量的PGA-PPC-PGA三嵌段共聚物。
PGA-PPC-PGA三嵌段共聚物的制备步骤如下：
将0.2g锌-钴双金属氰化物催化剂、1200g环氧丙烷加入干燥的高压反应器中，在80℃的温度下，通入CO2至反应器内的压力为4.5MPa，经本体聚合反应8h后得到PPC粗产物，再经泄压和真空除去粗产物中的环氧丙烷，得到羟基封端的纯PPC；然后在常压氮气保护下，向反应器中加入249g乙交酯单体和500g四氢呋喃，待PPC和乙交酯单体溶解后，继续在80℃的温度下反应6h后冷却，将粗产物经纯化和造粒后得到PGA-PPC-PGA三嵌段共聚物；用1H NMR测试计算PLA链节、PPC链节和聚醚链节在主链中的摩尔百分含量分别为30％、69％和1％，使用GPC测试PGA-PPC-PGA三嵌段共聚物的数均分子量为85000g/mol，分子量分布为2.4。
对比例1
制备工艺与实施例1中基本相同，区别仅在于步骤(3)中：
将PLA-PPC-PLA三嵌段共聚物替换为等质量的PPC。
PPC的制备步骤与实施例8中步骤(1)一致，用1H NMR测试计算PPC链节和聚醚链节在主链中的摩尔百分含量分别为98.5％和1.5％，使用GPC测试PPC的数均分子量为85000g/mol，分子量分布为2.1。
对比例2
制备工艺与实施例1中基本相同，区别仅在于步骤(3)中：
将PLA-PPC-PLA三嵌段共聚物替换为等质量的PLA。
PLA的制备步骤如下：
将0.2g锌-钴双金属氰化物催化剂、480g丙交酯单体和500g四氢呋喃加入反应器中开启搅拌待丙交酯单体溶解后，在80℃的温度下反应6h后冷却，将粗产物经纯化和造粒后得到PLA，使用GPC测试PLA的数均分子量为88000g/mol，分子量分布为2.3。
对比例3
制备工艺与实施例1中基本相同，区别仅在于步骤(3)中：
将基材原料由90重量份PLA-PPC-PLA三嵌段共聚物和4重量份聚酰胺610替换为94重量份实施例1制备的PLA-PPC-PLA三嵌段共聚物，即未加入聚酰胺610。
对比例4
制备工艺与实施例1中基本相同，区别仅在于步骤(3)中：
将聚酰胺610替换为等重量的聚酰胺56(数均分子量为1200g/mol，分子量分布为2.3)，制备步骤参考实施例1中的制备方法，此处不再赘述。
对比例5
制备工艺与实施例1中基本相同，区别仅在于步骤(3)中：
将聚酰胺610替换为等重量的高分子量的市售聚酰胺610(美国杜邦PA610牌号RS3061L)。
对比例6
制备工艺与实施例1中基本相同，区别在于步骤(1)中嵌段共聚物的制备工艺不同，并将步骤(3)中PLA-PPC-PLA三嵌段共聚物替换为等质量的本对比例制备的嵌段共聚物。
嵌段共聚物的制备工艺，具体如下：
将0.2g锌-钴双金属氰化物催化剂、1200g环氧丙烷加入干燥的高压反应器中，在80℃的温度下，通入CO2至反应器内的压力为4.5MPa，经本体聚合反应8h后得到PPC粗产物，再经泄压后在常压氮气保护下，向反应器中加入480g丙交酯单体和500g四氢呋喃，待PPC和丙交酯单体溶解后，继续在80℃的温度下反应6h后冷却，将粗产物经纯化和造粒后得到PLA-co-PPO-b-PPC-b-PPO-co-PLA共聚物；用1H NMR测试计算PLA链节、PPC链节和聚醚链节在主链中的摩尔百分含量分别为23％、46％和31％，使用GPC测试PLA-co-PPO-b-PPC-b-PPO-co-PLA共聚物的数均分子量为79000g/mol，分子量分布为2.6。
对各实施例和对比例分别制备得到的可生物降解纤维进行机械强度测试和热分解温度测试以及可生物降解性列于下表1中；
纤维机械强度根据标准GB/T14337-2008：人造短纤维的拉伸性质的测试方法测试。
纤维的可生物降解性根据标准GBT 19277.1-2011：受控堆肥条件下材料最终需氧生物分解能力的测定采用测定释放的二氧化碳的方法第1部分：通用方法测试。达标要求为：生物分解率应>60％，且材料中组分>1％的有机成分的生物分解率应>60％。或纤维的相对生物分解率应>90％。
表1
需要说明的是，上述实施例仅用来说明本发明，但本发明并不局限于上述实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可生物降解纤维，其特征在于，按重量份计，原料组成包括：
聚酯-聚碳酸酯亚丙酯-聚酯三嵌段共聚物 80～99份；
改性剂 0.1～5.0份；
助剂 0.05～8.00份；
所述改性剂选自长碳链脂肪族聚酰胺和/或聚赖氨酸。
2.根据权利要求1所述的可生物降解纤维，其特征在于：
所述聚酯-聚碳酸酯亚丙酯-聚酯三嵌段共聚物选自聚乙交酯-聚碳酸酯亚丙酯-聚乙交酯三嵌段共聚物和/或聚丙交酯-聚碳酸酯亚丙酯-聚丙交酯三嵌段共聚物；
所述改性剂中，长碳链脂肪族聚酰胺的酰胺基团间长链烷基的碳数为6～12，聚赖氨酸选自ε-聚赖氨酸；
所述改性剂的数均分子量为500～6000g/mol；
所述助剂包括爽滑剂、扩链剂、抗氧剂、紫外吸收剂中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的可生物降解纤维，其特征在于，所述聚酯-聚碳酸酯亚丙酯-聚酯三嵌段共聚物的制备包括如下步骤：
(1)将催化剂、环氧丙烷加入高压反应器中，通入CO2至高压反应器中，经本体聚合或溶液聚合后，再进行泄压和抽真空处理；
(2)在常压氮气保护下，向高压反应器中加入环内酯单体和溶剂，经共聚后得到聚酯-聚碳酸酯亚丙酯-聚酯三嵌段共聚物粗产物，最后经纯化和造粒后得到所述聚酯-聚碳酸酯亚丙酯-聚酯三嵌段共聚物。
4.权利要求3所述的可生物降解纤维，其特征在于，步骤(1)中：
所述催化剂选自锌-钴双金属氰化物催化剂和/或负载型锌-钴双金属氰化物催化剂；
催化剂的用量为步骤(1)中环氧丙烷和步骤(2)中环内酯单体总重量的0.01～0.50wt％。
5.权利要求3所述的可生物降解纤维，其特征在于，步骤(1)中：
通入CO2至高压反应器内的压力为1～5Mpa；
本体聚合或溶液聚合的聚合温度为50～100℃；
采用溶液聚合时，还需加入溶剂，选自碳酸二甲酯、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿中的一种或多种。
6.根据要求3所述的可生物降解纤维，其特征在于，步骤(2)中：
所述环内酯单体选自乙交酯和/或丙交酯；
所述溶剂选自四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿中的一种或多种；
所述共聚，温度为50～100℃。
7.一种根据权利要求1～6任一项所述的可生物降解纤维的制备方法，其特征在于，包括：
S1：将包括聚酯-聚碳酸酯亚丙酯-聚酯三嵌段共聚物、改性剂和助剂的所有原料混合均匀得到混合物；
S2：将所述混合物进行纺丝工艺，得到所述可生物降解纤维。
8.根据权利要求7所述的可生物降解纤维的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述纺丝工艺包括熔体纺丝、静电纺丝或溶液纺丝。
9.一种可生物降解的非织造物，其特征在于，所述非织造物由根据权利要求1～6任一项所述的可生物降解纤维制备得到。
10.一种根据权利要求9所述的可生物降解的非织造物在医疗卫生用布、纺织服装用布、家庭装饰用布领域中的应用。
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