一種聚乳酸凝膠增韌海綿的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及面料輔料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚乳酸凝膠增韌海綿的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前市面上的空氣層面料主要包括以下三種：一是紡織輔料的一種，純棉面料泡 在一種化學溶液中，浸泡之后的面料表面布滿了無數(shù)根極細的毛，這些細毛能使面料表面 形成一層極薄的空氣層;二是將兩種不同面料縫合在一起，中間存在的間隙或者填充彈力 卷曲纖維;三是將海綿薄片的上下表面與羊毛、羊絨、棉質(zhì)、絲質(zhì)、化纖面料等通過膠粘劑粘 合，由于多孔的海綿具有良好的吸水性，質(zhì)輕，可以起到如上述兩種面料等同或相近的保暖 效果。
[0003] 但是，實際使用中發(fā)現(xiàn)，采用海綿制得的空氣層面料在長時間折疊存放后，其面料 皺褶處回彈力不足，很難恢復折疊前的平整狀態(tài)，且該種空氣層面料經(jīng)多次水洗和晾曬后， 海綿蓬松度有所下降的現(xiàn)象，進而縮短空氣層面料的使用壽命?，F(xiàn)有技術(shù)中主要在海綿生 產(chǎn)初期就對海綿進行增韌處理，如CN 103641996 A公開了一種抗壓海綿，抗壓海綿及其制 備方法，其組成原料為:三羥甲基丙烷聚醚95-105、3,4_二氯苯基異氰酸酯58-65、納米 碳酸鈣17-23、異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯1.0-2.0、三乙烯二胺0.8-1.2、碳 酸氫銨7.0-9.0、改性納米硅溶膠2.5-3.5和水8.0-9.0;本發(fā)明以三羥甲基丙烷聚醚和3，4-二氯苯基異氰酸酯為主料，具有優(yōu)良的性、彈性、吸水性、耐水性的特點，納米碳酸鈣具有增 韌補強的作用，提高海綿抗壓強度和抗壓彈性模量，采用納米碳酸鈣對三羥甲基丙烷聚醚 改性處理，提高了產(chǎn)品的性能，增強了海綿的抗壓效果。但是，上述改性的海綿成本較高，而 且作為面料輔料，空氣層面料所用的海綿大多為常規(guī)聚氨酯海綿，其使用量大。因此，有必 要對現(xiàn)有技術(shù)中空氣層面料所用常規(guī)的聚氨酯海綿進行增韌改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種的用料環(huán)保、韌性好回 彈力強的聚乳酸凝膠增韌海綿的制備方法。
[0005] 為實現(xiàn)上述技術(shù)效果，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種聚乳酸凝膠增韌海綿的制備方 法，其特征在于，包括如下步驟： SI:將聚氨酯海綿置于堿預處理液中浸漬處理，升溫預處理2~5h，用水清洗，烘干，將 聚氨酯海綿置于低溫氧氣中等離子處理，施加電壓放電頻率為13. 75MHz，功率為100~ 150W，處理時間為20~50s;; S2:配置聚乳酸整理液，聚乳酸整理液的主要組成為乙二胺改性聚乳酸、乳酸乙酯和碳 化二酰亞胺，聚乳酸整理液中乙二胺改性聚乳酸的重量百分比為3~7%，碳化二酰亞胺與乙 二胺改性聚乳酸的重量比為(〇. 03~0.1) : 1; S3:將聚氨酯海綿浸漬在聚乳酸整理液中浸乳處理至少兩次，乳去多余溶液，將海綿升 溫至60~70°C，保溫反應20~40min; S4:用清洗液將S3所得海綿清洗，烘干，得高韌性聚氨酯海綿。
[0006] 低溫等離子處理后的聚氨酯海綿網(wǎng)絡表面被蝕刻粗糙度增加，表面接枝有含氧基 團如如羰基、羧基、醚鍵以及過氧基等;小分子的乳酸乙酯能擴散進入聚乳酸高分子間的空 隙中，降低高分子間的作用力，形成均一的分散液，有助于高分子的聚乳酸在聚氨酯海綿表 面的均勻分布。乙二胺改性聚乳酸表面的氨基和羧基與聚氨酯海綿網(wǎng)絡等離子處理接枝的 羧基之間發(fā)生縮合反應，形成穩(wěn)定的三維網(wǎng)絡覆蓋在海綿網(wǎng)絡上，經(jīng)烘干得到聚乳酸膜層， 該膜層有助于提高聚氨酯海綿受壓時候的回彈速率，與處理前的聚氨酯海綿相比，海綿網(wǎng) 絡表面的親水基團增加，海綿的親水性得到提高。另外，乳酸乙酯和聚乳酸均為生物環(huán)保材 料，生物相容性好，還具有一定的耐菌性和阻燃性能。聚碳化二亞胺可消耗聚乳酸水解過程 中不斷產(chǎn)生的新的端羧基，提高聚乳酸膜的抗水解性能。
[0007] 優(yōu)選的技術(shù)方案為，Sl中的堿預處理液為氫氧化鈉溶液和/或氫氧化鉀溶液，堿預 處理液中溶質(zhì)的重量百分比為8~15%。堿預處理液濃度過量會導致聚氨酯海綿表面損傷嚴 重，影響聚氨酯海綿的強力，進而影響其使用壽命，而堿液濃度過低則聚氨酯海綿表面的粗 糙度增加不明顯，不利于后續(xù)的接枝和交聯(lián)反應。
[0008] 優(yōu)選的技術(shù)方案為，所述Sl中聚氨酯海綿預處理溫度為55~65°C。溫度過高會增 加聚乳酸膜層的脆性，影響海綿手感。
[0009] 優(yōu)選的技術(shù)方案為，聚乳酸整理液中包含增塑劑，所述增塑劑與乙二胺改性聚乳 酸的重量之比為(0.01~0.02): 1。增塑劑的氫鍵與乙二胺改性聚乳酸的活性氨基發(fā)生氫鍵 作用，替代了原有的聚乳酸分子鏈之間的極性連接，降低膜內(nèi)剛性連接點的數(shù)量，從而使薄 膜更柔軟疏松，不致對海綿原先的柔軟性產(chǎn)生影響。
[0010] 優(yōu)選的技術(shù)方案為，所述增塑劑為選自聚乙二醇、檸檬酸三丁酯、乙酰檸檬酸三丁 酯和葵二酸丁二酯中的至少一種。上述增溶劑與聚乳酸相容，插入聚乳酸分子鏈之間，將一 部分聚乳酸分子鏈的作用力中心屏蔽，增加相鄰分子鏈的移動性，從而增加聚乳酸的塑性。 優(yōu)選的技術(shù)方案為分子量為6000-10000的聚乙二醇，上述分子量的聚乙二醇與聚乳酸的相 容性好，還可達到增韌聚氨酯海綿網(wǎng)絡表面聚乳酸覆膜的韌性。
[0011] 為了增加聚氨酯海綿網(wǎng)絡表面聚乳酸的交聯(lián)度，改善聚乳酸在聚氨酯海綿網(wǎng)絡表 面的流變性能，便于形成穩(wěn)定的交聯(lián)三維結(jié)構(gòu)，優(yōu)選的技術(shù)方案為，所述聚乳酸整理液還包 括聚乳酸交聯(lián)劑，所述聚乳酸交聯(lián)劑與乙二胺改性聚乳酸的重量之比為(0.01~0.02): 1。
[0012] 優(yōu)選的技術(shù)方案為，所述聚乳酸交聯(lián)劑為戊二醛和乙二醛中的混合物，乳酸交聯(lián) 劑中乙二醛的重量百分比為60~90%。戊二醛和乙二醛還可與乙二胺改性聚乳酸分子中的 接枝氨基發(fā)生反應，破壞聚乳酸的有序排列，使成膜表面的親水基團進一步增加，從而提升 海綿的透濕性能。
[0013] 優(yōu)選的技術(shù)方案為，所述S4中的烘干溫度為50~60°C。烘干溫度過高，會使聚氨酯 海綿網(wǎng)絡表面的聚乳酸覆膜硬度增加，不利于保持海綿的柔軟手感。
[0014] 優(yōu)選的技術(shù)方案為，所述聚乳酸整理液中包含離子液體，所述離子液體占聚乳酸 整理液的重量百分比為0.5~2%。離子液體的極性較強，與聚乳酸的之間相互作用，進一步 削弱聚乳酸分子間的作用力，是聚乳酸分子鏈之間的纏結(jié)減少，促進大分子之間的相互移 動，達到進一步增塑的效果。
[0015] 優(yōu)選的技術(shù)方案為，所述離子液體為選自1-異丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子 液體、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體 中的至少一種。上述離子液體電離出的四氟硼酸根可促進聚乳酸的結(jié)晶，且上述離子液體 的分解溫度高于聚乳酸，有助于提高聚氨酯海綿網(wǎng)絡表面聚乳酸覆膜的熱穩(wěn)定性。
[0016] 本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于： 本發(fā)明的的聚氨酯海綿片經(jīng)預處理和等離子處理，破壞聚氨酯海綿網(wǎng)絡的微觀表面， 并在表面接枝含氧活性基團羧基等，這些基團與乙二胺改性聚乳酸大分子表面的氨基之間 發(fā)生反應實現(xiàn)交聯(lián)，經(jīng)烘干在聚氨酯海綿片網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)表面得到聚乳酸膜層，該膜層有助于 提高聚氨酯海綿受壓之后的回彈速率，與處理前的聚氨酯海綿相比，海綿網(wǎng)絡表面的親水 基團增加，海綿的親水性得到提高； 本發(fā)明所得海綿還具有一定的抗菌性和阻燃性。
【具體實施方式】
[0017] 下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步描述。以下實施例僅用于更 加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0018] 實施例1: 實施例1的聚乳酸凝膠增韌海綿的制備方法，包括步驟： Sl:將聚氨酯海綿置于堿預處理液中浸漬處理，升溫預處理2h，用水清洗，烘干，將聚氨 酯海綿置于低溫氧氣中等離子處理，施加電壓放電頻率為13. 75MHz，功率為100W，處理時 間為20s; S2:配置聚乳酸整理液，聚乳酸整理液的主要組成為乙二胺改性聚乳酸、乳酸乙酯和碳 化二酰亞胺，聚乳酸整理液中乙二胺改性聚乳酸的重量百分比為3%，碳化二酰亞胺與乙二 胺改性聚乳酸的重量比為〇. 03:1; S3:將聚氨酯海綿浸漬在聚乳酸整理液中浸乳處理至少兩次，乳去多余溶液，將海綿升 溫至60°C，保溫反應20min; S4:用清洗液將S3所得海綿清洗，烘干，得高韌性聚氨酯海綿。
[0019] Sl中的堿預處理液為氫氧化鈉溶