阅读说明：本技术 一种高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维及其制备方法 (High-ultraviolet-resistance lignin modified polylactic acid fiber and preparation method thereof ) 是由 廖颖 曹财明 陈智水 于 2021-09-28 设计创作，主要内容包括：本发明涉及聚乳酸技术领域,且公开了一种高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维,己二胺与聚乳酸反应,得到氨基化聚乳酸,进一步与4-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基反应,得到功能化聚乳酸,引入氮氧自由基,2-溴异丁酰溴与木质素反应,得到含溴木质素,进一步与聚乳酸发生ATNRC反应,木质素与聚乳酸共价接枝,改善了木质素在聚乳酸基体中的分散性和界面结合力,木质素丰富的羰基、乙烯基等不饱和双键与苯环形成共轭体系,增强了π电子的活性,可以吸收波长较长的光,从而提高了纤维的抗紫外性能,同时受到外力时,木质素可以吸收并传递用力,且形成三维网状结构,提高了纤维的力学强度和稳定性,从而提高了纤维的力学性能。(The invention relates to the technical field of polylactic acid, and discloses a high-ultraviolet-resistance lignin modified polylactic acid fiber, hexamethylenediamine reacts with polylactic acid to obtain aminated polylactic acid, the aminated polylactic acid further reacts with 4-oxo-2, 2,6, 6-tetramethylpiperidine-1-oxygen free radical to obtain functionalized polylactic acid, nitroxide free radical is introduced, 2-bromoisobutyryl bromide reacts with lignin to obtain bromine-containing lignin, ATNRC reaction is further carried out on the bromine-containing lignin and the polylactic acid, the lignin and the polylactic acid are subjected to covalent grafting, the dispersibility and the interface of the lignin in a polylactic acid matrix are improved, unsaturated double bonds such as rich carbonyl, vinyl and the like of the lignin and benzene rings form a conjugated system, the activity of pi electrons is enhanced, light with longer wavelength can be absorbed, the ultraviolet resistance of the fiber is improved, and the lignin can absorb and transmit force when external force is applied, and a three-dimensional network structure is formed, so that the mechanical strength and stability of the fiber are improved, and the mechanical property of the fiber is improved.)

具体实施方式

为实现上述目的，本发明提供如下具体实施方式和实施例：一种高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维，高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维制备方法如下：

(1)用己二胺对聚乳酸进行处理，得到氨基化聚乳酸；

(2)向三口瓶中加入氯仿溶剂、催化剂氰基硼氢化钠、4-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基，分散均匀，用浓盐酸调节溶液的pH为2-4，加入氨基化聚乳酸，其中氰基硼氢化钠、4-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、氨基化聚乳酸的质量比为6-15:4-10:100，在20-35℃下反应36-60h，用无水乙醇沉淀产物，离心分离，用去离子水洗涤干净并干燥，得到功能化聚乳酸；

(3)向三口瓶中加入N,N-二甲基乙酰胺溶剂、2-溴异丁酰溴、木质素，二者的质量比为30-45:100，分散均匀，在氮气氛围中0-5℃下反应24-48h，用乙醚沉淀产物，离心分离，用去离子水洗涤干净并干燥，得到含溴木质素；

(4)向三口瓶中加入氯仿溶剂、催化剂氯化亚铜、配体1,1,4,7,10,10-六甲基三亚乙基四胺、含溴木质素、功能化聚乳酸，四者的质量比为0.006-0.015:0.01-0.025:3-6:100，分散均匀，在氮气氛围中85-100℃下反应18-36h，用无水乙醇沉淀产物，离心分离，用去离子水洗涤干净并干燥，得到木质素接枝聚乳酸；

(5)将木质素接枝聚乳酸置于双螺杆共混机中进行造粒，造粒的温度为160-220℃，再将母粒置于熔融纺丝机中进行纺丝，纺丝的温度为190-220℃，最后将其进行牵伸，牵伸的温度为100-130℃，得到高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维。

实施例1

(1)用己二胺对聚乳酸进行处理，得到氨基化聚乳酸；

(2)向三口瓶中加入氯仿溶剂、催化剂氰基硼氢化钠、4-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基，分散均匀，用浓盐酸调节溶液的pH为4，加入氨基化聚乳酸，其中氰基硼氢化钠、4-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、氨基化聚乳酸的质量比为6:4:100，在20℃下反应36h，用无水乙醇沉淀产物，离心分离，用去离子水洗涤干净并干燥，得到功能化聚乳酸；

(3)向三口瓶中加入N,N-二甲基乙酰胺溶剂、2-溴异丁酰溴、木质素，二者的质量比为30:100，分散均匀，在氮气氛围中0℃下反应24h，用乙醚沉淀产物，离心分离，用去离子水洗涤干净并干燥，得到含溴木质素；

(4)向三口瓶中加入氯仿溶剂、催化剂氯化亚铜、配体1,1,4,7,10,10-六甲基三亚乙基四胺、含溴木质素、功能化聚乳酸，四者的质量比为0.006:0.01:3:100，分散均匀，在氮气氛围中85℃下反应18h，用无水乙醇沉淀产物，离心分离，用去离子水洗涤干净并干燥，得到木质素接枝聚乳酸；

(5)将木质素接枝聚乳酸置于双螺杆共混机中进行造粒，造粒的温度为160℃，再将母粒置于熔融纺丝机中进行纺丝，纺丝的温度为190℃，最后将其进行牵伸，牵伸的温度为100℃，得到高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维。

实施例2

(1)用己二胺对聚乳酸进行处理，得到氨基化聚乳酸；

(2)向三口瓶中加入氯仿溶剂、催化剂氰基硼氢化钠、4-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基，分散均匀，用浓盐酸调节溶液的pH为4，加入氨基化聚乳酸，其中氰基硼氢化钠、4-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、氨基化聚乳酸的质量比为9:6:100，在25℃下反应44h，用无水乙醇沉淀产物，离心分离，用去离子水洗涤干净并干燥，得到功能化聚乳酸；

(3)向三口瓶中加入N,N-二甲基乙酰胺溶剂、2-溴异丁酰溴、木质素，二者的质量比为35:100，分散均匀，在氮气氛围中2℃下反应32h，用乙醚沉淀产物，离心分离，用去离子水洗涤干净并干燥，得到含溴木质素；

(4)向三口瓶中加入氯仿溶剂、催化剂氯化亚铜、配体1,1,4,7,10,10-六甲基三亚乙基四胺、含溴木质素、功能化聚乳酸，四者的质量比为0.009:0.015:4:100，分散均匀，在氮气氛围中90℃下反应24h，用无水乙醇沉淀产物，离心分离，用去离子水洗涤干净并干燥，得到木质素接枝聚乳酸；

(5)将木质素接枝聚乳酸置于双螺杆共混机中进行造粒，造粒的温度为180℃，再将母粒置于熔融纺丝机中进行纺丝，纺丝的温度为200℃，最后将其进行牵伸，牵伸的温度为110℃，得到高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维。

实施例3

(1)用己二胺对聚乳酸进行处理，得到氨基化聚乳酸；

(2)向三口瓶中加入氯仿溶剂、催化剂氰基硼氢化钠、4-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基，分散均匀，用浓盐酸调节溶液的pH为3，加入氨基化聚乳酸，其中氰基硼氢化钠、4-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、氨基化聚乳酸的质量比为12:8:100，在30℃下反应52h，用无水乙醇沉淀产物，离心分离，用去离子水洗涤干净并干燥，得到功能化聚乳酸；

(3)向三口瓶中加入N,N-二甲基乙酰胺溶剂、2-溴异丁酰溴、木质素，二者的质量比为40:100，分散均匀，在氮气氛围中3℃下反应40h，用乙醚沉淀产物，离心分离，用去离子水洗涤干净并干燥，得到含溴木质素；

(4)向三口瓶中加入氯仿溶剂、催化剂氯化亚铜、配体1,1,4,7,10,10-六甲基三亚乙基四胺、含溴木质素、功能化聚乳酸，四者的质量比为0.0125:0.02:5:100，分散均匀，在氮气氛围中95℃下反应30h，用无水乙醇沉淀产物，离心分离，用去离子水洗涤干净并干燥，得到木质素接枝聚乳酸；

(5)将木质素接枝聚乳酸置于双螺杆共混机中进行造粒，造粒的温度为200℃，再将母粒置于熔融纺丝机中进行纺丝，纺丝的温度为210℃，最后将其进行牵伸，牵伸的温度为120℃，得到高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维。

实施例4

(1)用己二胺对聚乳酸进行处理，得到氨基化聚乳酸；

(2)向三口瓶中加入氯仿溶剂、催化剂氰基硼氢化钠、4-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基，分散均匀，用浓盐酸调节溶液的pH为2，加入氨基化聚乳酸，其中氰基硼氢化钠、4-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、氨基化聚乳酸的质量比为15:10:100，在35℃下反应60h，用无水乙醇沉淀产物，离心分离，用去离子水洗涤干净并干燥，得到功能化聚乳酸；

(3)向三口瓶中加入N,N-二甲基乙酰胺溶剂、2-溴异丁酰溴、木质素，二者的质量比为45:100，分散均匀，在氮气氛围中5℃下反应48h，用乙醚沉淀产物，离心分离，用去离子水洗涤干净并干燥，得到含溴木质素；

(4)向三口瓶中加入氯仿溶剂、催化剂氯化亚铜、配体1,1,4,7,10,10-六甲基三亚乙基四胺、含溴木质素、功能化聚乳酸，四者的质量比为0.015:0.025:6:100，分散均匀，在氮气氛围中100℃下反应36h，用无水乙醇沉淀产物，离心分离，用去离子水洗涤干净并干燥，得到木质素接枝聚乳酸；

(5)将木质素接枝聚乳酸置于双螺杆共混机中进行造粒，造粒的温度为220℃，再将母粒置于熔融纺丝机中进行纺丝，纺丝的温度为220℃，最后将其进行牵伸，牵伸的温度为130℃，得到高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维。

对比例1

(1)用己二胺对聚乳酸进行处理，得到氨基化聚乳酸；

(2)向三口瓶中加入氯仿溶剂、催化剂氰基硼氢化钠、4-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基，分散均匀，用浓盐酸调节溶液的pH为4，加入氨基化聚乳酸，其中氰基硼氢化钠、4-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、氨基化聚乳酸的质量比为4.8:3.2:100，在20℃下反应36h，用无水乙醇沉淀产物，离心分离，用去离子水洗涤干净并干燥，得到功能化聚乳酸；

(3)向三口瓶中加入N,N-二甲基乙酰胺溶剂、2-溴异丁酰溴、木质素，二者的质量比为24:100，分散均匀，在氮气氛围中0℃下反应24h，用乙醚沉淀产物，离心分离，用去离子水洗涤干净并干燥，得到含溴木质素；

(4)向三口瓶中加入氯仿溶剂、催化剂氯化亚铜、配体1,1,4,7,10,10-六甲基三亚乙基四胺、含溴木质素、功能化聚乳酸，四者的质量比为0.0048:0.008:2.4:100，分散均匀，在氮气氛围中85℃下反应18h，用无水乙醇沉淀产物，离心分离，用去离子水洗涤干净并干燥，得到木质素接枝聚乳酸；

(5)将木质素接枝聚乳酸置于双螺杆共混机中进行造粒，造粒的温度为160℃，再将母粒置于熔融纺丝机中进行纺丝，纺丝的温度为190℃，最后将其进行牵伸，牵伸的温度为100℃，得到高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维。

对比例2

(1)用己二胺对聚乳酸进行处理，得到氨基化聚乳酸；

(2)向三口瓶中加入氯仿溶剂、催化剂氰基硼氢化钠、4-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基，分散均匀，用浓盐酸调节溶液的pH为2，加入氨基化聚乳酸，其中氰基硼氢化钠、4-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、氨基化聚乳酸的质量比为18:12:100，在35℃下反应60h，用无水乙醇沉淀产物，离心分离，用去离子水洗涤干净并干燥，得到功能化聚乳酸；

(3)向三口瓶中加入N,N-二甲基乙酰胺溶剂、2-溴异丁酰溴、木质素，二者的质量比为54:100，分散均匀，在氮气氛围中5℃下反应48h，用乙醚沉淀产物，离心分离，用去离子水洗涤干净并干燥，得到含溴木质素；

(4)向三口瓶中加入氯仿溶剂、催化剂氯化亚铜、配体1,1,4,7,10,10-六甲基三亚乙基四胺、含溴木质素、功能化聚乳酸，四者的质量比为0.018:0.03:7.2:100，分散均匀，在氮气氛围中100℃下反应36h，用无水乙醇沉淀产物，离心分离，用去离子水洗涤干净并干燥，得到木质素接枝聚乳酸；

(5)将木质素接枝聚乳酸置于双螺杆共混机中进行造粒，造粒的温度为220℃，再将母粒置于熔融纺丝机中进行纺丝，纺丝的温度为220℃，最后将其进行牵伸，牵伸的温度为130℃，得到高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维。

使用ST-1型卧式电脑压力仪测试实施例和对比例中得到的高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维的拉伸强度和拉伸模量，测试标准为GB/T 2567-2008。

使用RM-755B型紫外可见光光谱仪测试实施例和对比例中得到的高抗紫外的木质素改性聚乳酸纤维的吸光度，测试标准为GB/T 9640-2008。