CN117881820A - 用于可生物降解纤维的组合物和使用所述组合物制造的可生物降解纤维 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于可生物降解纤维的组合物和使用所述组合物制造的可生物降解纤维。详细地，根据本发明的实施方案，用于可生物降解纤维的组合物包含聚羟基脂肪酸酯(PHA)树脂，所述聚羟基脂肪酸酯树脂带有4‑羟基丁酸酯(4‑HB)重复单元，并且具体地包含第一PHA树脂和/或第二PHA树脂，所述第一PHA树脂和第二PHA树脂各自带有4‑HB重复单元，并且通过热重分析仪测量的分解温度(Td，5％的重量损失)为220℃或更高。因此，组合物是环境友好的，并具有优异的可生物降解性和生物相容性，并且可以用于容易地制造具有优异的性质的可生物降解纤维。

Description

用于可生物降解纤维的组合物和使用所述组合物制造的可生 物降解纤维

技术领域

本发明涉及用于可生物降解纤维的组合物和由其制备的可生物降解纤维。

背景技术

近年来，随着对环境问题的日益关注，正在积极地进行处理和回收各种生活垃圾的研究。具体地，尽管广泛地使用廉价且具有优异的加工性的聚合物材料来制造各种产品(例如纸张、薄膜、纤维、包装材料、瓶子和容器)，但是当这些产品的寿命结束时，在其焚烧时可能会排放有害物质，并且取决于有害物质的类型，其需要数百年才能完全自然分解。

因此，对可生物降解聚合物的研究仍在继续，所述可生物降解聚合物可以在较短时间内分解，以提高环境友好性，同时提高机械性质(例如柔性和强度)、生产率和加工性，并且延长产品本身的寿命，从而减少垃圾的量或提高其可回收性。

聚羟基脂肪酸酯(PHA)是可生物降解的聚合物，其由多种类型的由大量微生物产生的羟基羧酸组成，并用作细胞内储存材料。聚羟基脂肪酸酯具有与常规石油衍生的合成聚合物(例如聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚丁二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)和聚丁二酸己二酸丁二醇酯(PBSA))类似的物理性质，表现出完全的可生物降解性，并且具有优异的生物相容性。

同时，由可生物降解聚合物制成的可生物降解纤维广泛地用于非织造布、一次性纸巾、包装材料、口罩、工业材料(例如工程塑料)或者用于空气净化器的过滤器等。然而，由于这些产品在使用之后难以收集或回收，因此其被遗弃在土壤或海洋中，从而严重地污染环境。因此，尽管正在应用具有提高的可生物降解性的可生物降解纤维，但是由于原材料昂贵，难以应用各种工艺或者以各种方式扩大其用途，并且在提高物理性质(例如机械强度)方面存在限制。因此，需要开发这样的可生物降解纤维，所述可生物降解纤维能够提高诸如柔性、强度和加工性的所有特性，同时由于具有优异的可生物降解性和生物相容性而对环境友好。

[现有技术文献]

[专利文献]

(专利文献1)韩国特开专利公开号2012-0103158

发明内容

技术问题

因此，本发明旨在提供可生物降解纤维组合物和使用所述可生物降解纤维组合物制备的可生物降解纤维，所述可生物降解纤维组合物能够提高柔性、强度和加工性，同时由于具有优异的可生物降解性和生物相容性而对环境友好。

技术问题的解决方案

根据本发明的实施方案的用于可生物降解纤维的组合物包含聚羟基脂肪酸酯树脂，所述聚羟基脂肪酸酯树脂包含4-羟基丁酸酯(4-HB)重复单元，其中通过热重分析仪(TGA)测量的分解温度(Td，5％的重量损失)为220℃或更高。

根据本发明的实施方案，聚羟基脂肪酸酯树脂可以包含0.1重量％至60重量％的量的4-羟基丁酸酯(4-HB)重复单元。

根据本发明的实施方案，聚羟基脂肪酸酯树脂还可以包含至少一种选自3-羟基丁酸酯(3-HB)、3-羟基丙酸酯(3-HP)、3-羟基己酸酯(3-HH)、3-羟基戊酸酯(3-HV)、4-羟基戊酸酯(4-HV)、5-羟基戊酸酯(5-HV)和6-羟基己酸酯(6-HH)的重复单元。

根据本发明的实施方案，聚羟基脂肪酸酯树脂可以包含第一PHA树脂。

根据本发明的实施方案，第一PHA树脂可以包含15重量％至60重量％的量的4-羟基丁酸酯(4-HB)重复单元，并且具有根据ASTM D1238在165℃和5kg下测量的0.1g/10min至20g/10min的熔体流动指数(MFI)。

根据本发明的实施方案，聚羟基脂肪酸酯树脂可以包含第二PHA树脂。

根据本发明的实施方案，第二PHA树脂可以包含0.1重量％至30重量％的量的4-羟基丁酸酯(4-HB)重复单元，并且具有根据ASTM D1238在165℃和5kg下测量的0.1g/10min至15g/10min的熔体流动指数。

根据本发明的实施方案，聚羟基脂肪酸酯树脂可以包含第一PHA树脂和第二PHA树脂，并且第一PHA树脂的4-HB重复单元的含量和第二PHA的4-HB重复单元的含量可以彼此不同。

根据本发明的实施方案，第一PHA树脂与第二PHA树脂的重量比可以为1:0.5至1:5。

根据本发明的实施方案，基于用于可生物降解纤维的组合物的总重量，聚羟基脂肪酸酯树脂可以以10重量％至100重量％的量使用。

根据本发明的实施方案，用于可生物降解纤维的组合物可以包含至少一种可生物降解树脂，所述可生物降解树脂选自聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)、聚丁二酸-己二酸丁二醇酯(PBSA)、聚丁二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)、聚羟基丁酸酯-戊酸酯(PHBV)、聚已酸内酯(PCL)、聚丁二酸己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBSAT)以及热塑性淀粉(TPS)。

根据本发明的实施方案，基于用于可生物降解纤维的组合物的总重量，可生物降解树脂可以以30重量％或更大的量使用，并且聚羟基脂肪酸酯树脂与可生物降解树脂的重量比可以为1:0.2至1:4.5。

根据本发明的实施方案，用于可生物降解纤维的组合物可以包含至少一种添加剂，所述添加剂选自颜料、染料吸收剂、光吸收剂、抗氧化剂、增容剂、增重剂、成核剂、熔体增强剂以及滑移剂。

根据本发明的实施方案，用于可生物降解纤维的组合物可以具有根据ASTM D1238在190℃和2.16kg下测量的1g/10min至30g/10min的熔体流动指数、在210℃和2.16kg下测量的35g/10min至130g/10min的熔体流动指数、通过差示扫描量热法(DSC)测量的-35℃至15℃的玻璃化转变温度(Tg)、105℃至200℃的熔融温度(Tm)以及通过热重分析仪(TGA)测量的240℃至300℃的分解温度(Td，5％的重量损失)。

根据本发明的另一个实施方案的可生物降解纤维包含聚羟基脂肪酸酯树脂，所述聚羟基脂肪酸酯树脂包含4-羟基丁酸酯(4-HB)重复单元，其中根据ASTM D3822测量的强度为0.5g/d至10g/d。

根据本发明的另一个实施方案，可生物降解纤维可以具有0.05mm至10mm的直径、100旦尼尔至10000旦尼尔的纤度以及10％或更高的伸长率。

根据本发明的另一个实施方案，可生物降解纤维可以为具有非均匀横截面的复合纤维，或者为具有两种或更多种或者三种或更多种组分的复合纤维。

根据本发明的另一个实施方案，可生物降解纤维可以为包括芯部和皮部的皮芯型、并列型、海岛型或橘瓣型。

根据本发明的实施方案，芯部可以包含聚羟基脂肪酸酯树脂，皮部可以包含可生物降解树脂，并且可生物降解树脂可以为选自聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)、聚丁二酸-己二酸丁二醇酯(PBSA)、聚丁二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)、聚羟基丁酸酯-戊酸酯(PHBV)、聚已酸内酯(PCL)、聚丁二酸己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBSAT)、聚乙酸己二酸丁二酸丁二醇酯(PBEAS)、聚乙酸丁二酸丁二醇酯(PBES)以及热塑性淀粉(TPS)的至少一种。

根据本发明的另一个实施方案的用于制备可生物降解纤维的方法包括纺丝和拉伸用于可生物降解纤维的组合物或者通过熔体挤出所述组合物制备的颗粒，其中用于可生物降解纤维的组合物包含聚羟基脂肪酸酯树脂，所述聚羟基脂肪酸酯树脂包含4-羟基丁酸酯(4-HB)重复单元，并且通过热重分析仪(TGA)测量的分解温度(Td，5％的重量损失)为220℃或更高。

根据本发明的另一个实施方案，纺丝速度可以为10mpm至500mpm，拉伸可以以1.1倍或更大的拉伸比通过冷拉伸或热拉伸进行，冷拉伸可以在25℃至35℃的室温度和25℃至35℃的辊温度下进行，并且热拉伸可以在150℃至200℃的室温度和80℃至130℃的辊温度下进行。

根据本发明的另一个实施方案，所述方法还可以包括在150℃至200℃下熔体挤出用于可生物降解纤维的组合物以制备颗粒。

根据本发明的另一个实施方案，纺丝颗粒的步骤可以为在140℃至190℃下对颗粒进行熔融纺丝，并且在熔融纺丝步骤之前，所述方法还可以包括在40℃至60℃下干燥颗粒10小时或更长时间。

根据本发明的另一个实施方案，用于可生物降解纤维的组合物的纺丝步骤可以使用皮芯复合材料纺丝设备进行。

根据本发明的另一个实施方案，待供给至芯部和皮部的原材料的重量比可以为5:95至95:5。

根据本发明的另一个实施方案，可以将用于可生物降解纤维的组合物进给至芯部。

本发明的有利效果

根据本发明的实施方案的用于可生物降解纤维的组合物包含聚羟基脂肪酸酯(PHA)树脂，所述聚羟基脂肪酸酯树脂为包含4-羟基丁酸酯(4-HB)重复单元的共聚聚羟基脂肪酸酯树脂，具体地为各自具有4-HB重复单元的第一PHA树脂和/或第二PHA树脂，其中通过热重分析仪(TGA)测量的分解温度(Td，5％的重量损失)满足220℃或更高。因此，可以提高例如柔性、强度和加工性方面的特性，同时由于具有优异的可生物降解性和生物相容性而对环境友好。

此外，不仅可以由用于可生物降解纤维的组合物直接制备可生物降解纤维，而且还可以使用由用于可生物降解纤维的组合物获得的可生物降解颗粒制备可生物降解纤维，从而根据需要方便地选择和应用工艺。

此外，由于用于可生物降解纤维的组合物和由其制备的可生物降解纤维在土壤和海洋中都是可生物降解的，并且具有优异的热性质和机械性质，因此其可以有利地应用于更广泛的领域，以表现出优异的特性。

具体实施方式

下文将更详细地描述本发明。本发明不限于下文给出的公开内容，而是可以修改为各种形式，只要不改变本发明的主旨。

在本说明书中，除非另有明确说明，否则当部件被称为“包括”元件时，其理解为可以包括其它元件，而不是排除其它元件。

除非另有说明，否则本文使用的与组分的量、反应条件等相关的所有数值和表达式应理解为均通过术语“约”进行修饰。

在本说明书中，术语第一、第二等用于描述各种组分。但是组分不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一种组分和另一种组分。

用于可生物降解纤维的组合物

可生物降解纤维表示通过微生物使纤维中的链断裂而变为无机物质的纤维。近年来，随着对环境问题的日益关注，可生物降解纤维广泛地用于各种生活垃圾的处理和回收。

例如，可生物降解纤维广泛地用于卫生和医疗产品(例如尿布、女性用品、缝合线和纱布)、家庭用品(例如一次性产品和户外休闲产品)、工业产品(例如包装材料)、农产品(例如包层材料)、水产品(例如海藻网和渔网)等。

然而，尽管可生物降解纤维具有环境友好和产生较少垃圾的优点，但是由于机械性质和热性质(具体地，例如柔性、耐用性和强度的物理性质)方面的限制，难以将可生物降解纤维应用于各个领域。

根据本发明的实施方案的用于可生物降解纤维的组合物包含聚羟基脂肪酸酯树脂，所述聚羟基脂肪酸酯树脂包含4-羟基丁酸酯(4-HB)重复单元。

具体地，根据本发明的实施方案的用于可生物降解纤维的组合物包含聚羟基脂肪酸酯(PHA)树脂，所述聚羟基脂肪酸酯树脂为包含4-羟基丁酸酯(4-HB)重复单元的共聚聚羟基脂肪酸酯树脂，具体地为具有4-HB重复单元的第一PHA树脂和/或第二PHA树脂，其中所述用于可生物降解纤维的组合物由于具有优异的可生物降解性和生物相容性而对环境友好，并且可以容易地制备具有优异的特性的可生物降解纤维。

此外，常规的用于可生物降解纤维的组合物不仅昂贵，而且还不具有适于制备颗粒的物理性质，使得难以制备颗粒；因此，工艺受到限制。相比之下，根据本发明的实施方案的用于可生物降解纤维的组合物具有优异的分散性，并且满足适当数值范围的物理性质(例如玻璃化转变温度、熔融温度和分解温度)；因此，可以使用所述组合物容易地制备可生物降解颗粒。

因此，不仅可以由用于可生物降解纤维的组合物直接制备可生物降解纤维，而且还可以使用由用于可生物降解纤维的组合物获得的可生物降解颗粒制备可生物降解纤维，从而提供了根据需要方便地选择和应用工艺的优点。

此外，由于用于可生物降解纤维的组合物和由其制备的可生物降解纤维在土壤和海洋中都是可生物降解的，并且具有优异的热性质和机械性质，因此其可以有利地应用于更广泛的领域，以表现出优异的特性。

根据本发明的实施方案的用于可生物降解纤维的组合物包含聚羟基脂肪酸酯(PHA)树脂。

PHA是一种在微生物细胞中累积的热塑性天然聚酯聚合物。由于其是一种可生物降解的材料，因此其可以进行堆肥，并最终分解为二氧化碳、水和有机废物，而不会产生有毒废物。特别地，由于PHA是可生物降解的(即使在土壤和海洋中)，因此当用于可生物降解纤维的组合物和使用所述组合物制备的可生物降解纤维包含PHA树脂时，其可以具有环境友好特性。因此，用于可生物降解纤维的组合物和使用所述组合物制备的可生物降解纤维的显著优势在于其可以用于各种领域中，因为其是可生物降解的并且对环境友好。

具体地，PHA是一种在微生物细胞中累积的热塑性天然聚酯聚合物。当向某些细菌不成比例地提供营养物质(氮源、磷等)时，其通过在细胞中累积PHA而形成，从而储存碳和能量。

此外，PHA具有与常规石油衍生的合成聚合物(例如聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚丁二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)和聚丁二酸己二酸丁二醇酯(PBSA))类似的物理性质，表现出完全的可生物降解性，并且具有优异的生物相容性。

特别地，不同于其它环境友好型塑料材料(例如PBS、PLA和PTT)，PHA可以由大于150种类型的单体合成，因此可以根据单体类型制备数百种类型的PHA。取决于单体类型的数百种不同类型的PHA具有完全不同的结构和性质。

PHA树脂可以由活细胞中的单一单体重复单元组成，并且可以由一种或多种单体重复单元的聚合形成。具体地，PHA树脂可以为均聚聚羟基脂肪酸酯树脂(下文称为HOMOPHA树脂)或共聚聚羟基脂肪酸酯树脂(下文称为共聚PHA树脂)(即不同的重复单元随机地分布在聚合物链中的共聚物)。

可以包含在PHA树脂中的重复单元的示例包括2-羟基丁酸酯、乳酸、乙醇酸、3-羟基丁酸酯(下文称为3-HB)、3-羟基丙酸酯(下文称为3-HP)、3-羟基戊酸酯(下文称为3-HV)、3-羟基己酸酯(下文称为3-HH)、3-羟基庚酸酯(下文称为3-HHep)、3-羟基辛酸酯(下文称为3-HO)、3-羟基壬酸酯(下文称为3-HN)、3-羟基癸酸酯(下文称为3-HD)、3-羟基十二酸酯(下文称为3-HDd)、4-羟基丁酸酯(下文称为4-HB)、4-羟基戊酸酯(下文称为4-HV)、5-羟基戊酸酯(下文称为5-HV)和6-羟基己酸酯(下文称为6-HH)。PHA树脂可以包含一种或多种选自上述重复单元的重复单元。

具体地，PHA树脂可以包含一种或多种选自3-HB、4-HB、3-HP、3-HH、3-HV、4-HV、5-HV和6-HH的重复单元。

更具体地，PHA树脂可以包含0.1重量％至100重量％的量的4-HB重复单元。例如，PHA树脂可以包含0.2重量％至100重量％，0.5重量％至100重量％，1重量％至100重量％，5重量％至100重量％，10重量％至100重量％，20重量％至100重量％，30重量％至100重量％，40重量％至100重量％，50重量％至100重量％，60重量％至100重量％，70重量％至100重量％，80重量％至100重量％或者90重量％至100重量％的量的4-HB重复单元。

即PHA树脂可以为仅由4-HB重复单元组成的HOMO PHA树脂，或者为包含4-HB重复单元的共聚PHA树脂。

此外，PHA树脂可以为共聚PHA树脂，所述共聚PHA树脂包含4-HB重复单元，并且还包含一种不同于4-HB重复单元的重复单元，或者包含两种、三种、四种、五种、六种或更多种彼此不同的重复单元。例如，PHA树脂可以为聚-3-羟基丁酸酯-共-4-羟基丁酸酯(下文称为3HB-共-4HB)。

此外，PHA树脂可以包含同分异构体。例如，PHA树脂可以包含结构异构体、对映异构物或几何异构体。具体地，PHA树脂可以包含结构异构体。

此外，PHA树脂可以为具有受控结晶度的共聚PHA树脂。例如，PHA树脂可以包含至少一种或多种4-HB重复单元，并且可以控制4-HB重复单元的含量以调节PHA树脂的结晶度。

例如，PHA树脂可以为共聚PHA树脂，所述共聚PHA树脂包含至少一种选自3-羟基丁酸酯(3-HB)、4-羟基丁酸酯(4-HB)、3-羟基丙酸酯(3-HP)、3-羟基己酸酯(3-HH)、3-羟基戊酸酯(3-HV)、4-羟基戊酸酯(4-HV)、5-羟基戊酸酯(5-HV)和6-羟基己酸酯(6-HH)的重复单元。

具体地，共聚PHA树脂可以包含4-HB重复单元，并且还包括一种或多种选自3-HB重复单元、3-HP重复单元、3-HH重复单元、3-HV重复单元、4-HV重复单元、5-HV重复单元和6-HH重复单元的重复单元。更具体地，PHA树脂可以包含4-HB重复单元和3-HB重复单元。

更具体地，PHA树脂可以为共聚PHA树脂，所述共聚PHA树脂包含4-HB重复单元和3-HB重复单元，并且可以包含0.1重量％至60重量％的量的4-HB重复单元。例如，PHA树脂可以包含0.1重量％至55重量％，0.5重量％至50重量％，1重量％至49重量％，3重量％至48重量％，5重量％至48重量％，6重量％至35重量％，7重量％至30重量％，15重量％至50重量％，10重量％至40重量％，10重量％至30重量％，10重量％至20重量％，20重量％至30重量％，20重量％至40重量％，35重量％至49重量％或者6重量％至28重量％的量的4-HB重复单元。

此外，PHA树脂可以为共聚PHA树脂，所述共聚PHA树脂包含4-HB重复单元和3-HB重复单元，并且可以包含20重量％或更多的量的3-HB重复单元。例如，PHA树脂可以包含35重量％或更多，40重量％或更多，50重量％或更多，60重量％或更多，70重量％或更多或者75重量％或更多且99重量％或更少，98重量％或更少，97重量％或更少，96重量％或更少，95重量％或更少，93重量％或更少，91重量％或更少，90重量％或更少，80重量％或更少，70重量％或更少，60重量％或更少或者55重量％或更少的量的3-HB重复单元。

能够调节结晶度的PHA树脂可以为结晶度和无定形态随着其分子结构中的不规则性的增加而受到调节的PHA树脂。具体地，可以调节单体的类型或比例或者同分异构体的类型或含量。

根据本发明的实施方案，PHA树脂可以包含具有不同结晶度的两种或更多种类型的PHA树脂。具体地，PHA树脂可以通过混合具有不同结晶度的两种或更多种类型的PHA树脂来制备，以使4-HB重复单元的含量在特定范围内。

具体地，PHA树脂可以包含第一PHA，所述第一PHA为具有受控结晶度的无定形PHA树脂。

作为具有受控结晶度的无定形PHA树脂(下文称为aPHA树脂)，第一PHA树脂可以包含15重量％至60重量％，15重量％至55重量％，20重量％至55重量％，25重量％至55重量％，30重量％至55重量％，35重量％至55重量％，20重量％至50重量％，25重量％至50重量％，30重量％至50重量％，35重量％至50重量％或者20重量％至40重量％的量的4-HB重复单元。

第一PHA树脂的玻璃化转变温度(Tg)可以为-45℃至-10℃，-35℃至-15℃、-35℃至-20℃或者-30℃至-20℃。此外，第一PHA树脂的结晶温度(Tc)可以不测量，或者可以为60℃至120℃，60℃至110℃，70℃至120℃或者75℃至115℃。第一PHA树脂的熔融温度(Tm)可以不测量，或者可以为100℃至170℃，100℃至160℃，110℃至160℃或者120℃至150℃。

在本说明书中，可以使用差示扫描量热计(DSC)测量玻璃化转变温度(Tg)、结晶温度(Tc)和熔融温度(Tm)。具体地，可以通过在差示扫描量热法(DSC)模式下进行第一次扫描或第二次扫描来测量玻璃化转变温度(Tg)、结晶温度(Tc)和熔融温度(Tm)，并且可以从通过这些扫描获得的热流曲线上确定这些温度。更具体地，可以从通过以10℃/分钟的速率将温度从40℃升高至180℃然后以10℃/分钟的速率将温度冷却至-50℃而获得热流曲线上确定玻璃化转变温度(Tg)、结晶温度(Tc)和熔融温度(Tm)。

第一PHA树脂根据ASTM D1238在165℃和5kg下测量的熔体流动指数(MFI)可以为0.1g/10min至20g/10min。例如，第一PHA树脂根据ASTM D1238在165℃和5kg下测量的熔体流动指数(MFI)可以为0.1g/10min至15g/10min，0.1g/10min至12g/10min，0.1g/10min至10g/10min，0.1g/10min至8g/10min，0.1g/10min至6g/10min，0.1g/10min至5.5g/10min，0.5g/10min至10g/10min，1g/10min至10g/10min，2g/10min至8g/10min，3g/10min至6g/10min或者3g/10min至5.5g/10min。

第一PHA树脂的重均分子量可以为10000g/mol至1200000g/mol，10000g/mol至1000000g/mol，50000g/mol至1000000g/mol，200000g/mol至1200000g/mol，250000g/mol至1000000g/mol，100000g/mol至900000g/mol，500000g/mol至900000g/mol，200000g/mol至800000g/mol或者200000g/mol至500000g/mol。

此外，PHA树脂可以包含第二PHA树脂，所述第二PHA树脂为半结晶PHA树脂。

作为具有受控结晶度的半结晶PHA树脂(下文称为scPHA树脂)，第二PHA树脂可以包含0.1重量％至30重量％的量的4-HB重复单元。例如，第二PHA树脂可以包含0.1重量％至30重量％，0.5重量％至30重量％，1重量％至29重量％，3重量％至29重量％，1重量％至28重量％，1.5重量％至25重量％，2重量％至20重量％，2.5重量％至15重量％，3重量％至25重量％，5重量％至21重量％，7重量％至18重量％，10重量％至30重量％，10重量％至20重量％，15重量％至23重量％或者20重量％至30重量％的量的4-HB重复单元。

第二PHA树脂的玻璃化转变温度(Tg)可以为-30℃至80℃，-30℃至10℃，-25℃至5℃，-25℃至0℃，-20℃至0℃或者-15℃至0℃。第二PHA树脂的结晶温度(Tc)可以为70℃至120℃，75℃至120℃或者75℃至115℃。第二PHA树脂的熔融温度(Tm)可以为105℃至165℃，110℃至160℃，115℃至155℃或者120℃至150℃。

此外，第二PHA树脂根据ASTM D1238在165℃和5kg下测量的熔体流动指数可以为0.1g/10min至15g/10min。例如，第二PHA树脂根据ASTM D1238在165℃和5kg下测量的熔体流动指数(MFI)可以为0.1g/10min至10g/10min，0.2g/10min至7g/10min，0.5g/10min至5.5g/10min，0.6g/10min至5g/10min，0.8g/10min至5g/10min，1g/10min至5g/10min，0.1g/10min至5g/10min，1g/10min至6.5g/10min，1.5g/10min至15g/10min，3g/10min至10g/10min，3.5g/10min至12g/10min或者4.5g/10min至10g/10min。

第二PHA树脂的重均分子量可以为10000g/mol至1200000g/mol，50000g/mol至1100000g/mol，50000g/mol至350000g/mol，100000g/mol至1000000g/mol，100000g/mol至900000g/mol，200000g/mol至800000g/mol，200000g/mol至600000g/mol，200000g/mol至500000g/mol或者500000g/mol至1200000g/mol。

第一PHA树脂和第二PHA树脂可以根据4-HB重复单元的含量来区分，并且可以具有至少一种选自玻璃化转变温度(Tg)、结晶温度(Tc)、熔融温度(Tm)和熔体流动指数的特性。具体地，第一PHA和第二PHA可以根据4-HB重复单元的含量、玻璃化转变温度(Tg)、结晶温度(Tg)、熔融温度(Tm)、熔体流动指数等来区分。例如，第一PHA树脂的4-HB重复单元的含量与第二PHA的4-HB重复单元的含量可以彼此不同。

根据本发明的实施方案，PHA树脂可以包含第一PHA树脂或第二PHA树脂，或者其可以包含第一PHA树脂和第二PHA树脂。

具体地，当PHA树脂包含第一PHA树脂(其为无定形PHA树脂)或者包含第一PHA树脂(其为无定形PHA树脂)和第二PHA树脂(其为半结晶PHA树脂)时，更具体地，当调节第一PHA树脂和第二PHA树脂的含量时，可以更有效地控制期望的物理性质。

根据本发明的实施方案，PHA树脂可以包含第一PHA树脂或第二PHA树脂。具体地，PHA树脂可以仅由第一PHA树脂组成，或者仅由第二PHA组成。

根据本发明的另一个实施方案，PHA树脂可以包含第一PHA树脂和第二PHA树脂。在这种情况下，第一PHA树脂与第二PHA树脂的重量比可以为1:0.5至1:5。例如，第一PHA树脂与第二PHA树脂的重量比可以为1:0.5至1:4.5、1:0.6至1:4.2或者1:0.7至1:3.5。当第一PHA树脂与第二PHA树脂的重量比满足上述范围时，可以更有效地控制期望的物理性质。

此外，PHA树脂的玻璃化转变温度(Tg)可以为-45℃至80℃，-35℃至80℃，-30℃至80℃，-25℃至75℃，-20℃至70℃，-35℃至5℃，-25℃至5℃，-35℃至0℃，-25℃至0℃，-30℃至-10℃，-35℃至-15℃，-35℃至-20℃，-20℃至0℃，-15℃至0℃或者-15℃至-5℃。

此外，PHA树脂的结晶温度(Tc)可以不测量，或者可以为60℃至120℃，60℃至110℃，70℃至120℃，75℃至120℃，75℃至115℃，75℃至110℃或者90℃至110℃。

PHA树脂的熔融温度(Tm)可以不测量，或者可以为100℃至170℃，105℃至170℃，105℃至165℃，110℃至160℃，115℃至155℃，110℃至150℃，120℃至150℃或者120℃至140℃。

PHA树脂通过热重分析仪(TGA)测量的分解温度(Td，5％的重量损失)可以为220℃至280℃，245℃至275℃，255℃至270℃或者260℃至270℃。

在本说明书中，可以使用热重分析仪(TGA)测量分解温度(Td)。具体地，分解温度(Td)可以确定为重量变化曲线上PHA树脂的重量减少5％的温度，所述重量变化曲线通过使用热重分析仪(TGA)以10℃/分钟的速率将温度从室温升高至600℃而获得。

此外，PHA树脂的重均分子量可以为10000g/mol至1200000g/mol。例如，PHA树脂的重均分子量可以为50000g/mol至1200000g/mol，100000g/mol至1000000g/mol，200000g/mol至1200000g/mol，250000g/mol至1150000g/mol，300000g/mol至1100000g/mol，350000g/mol至950000g/mol，100000g/mol至900000g/mol，200000g/mol至800000g/mol，250000g/mol至650000g/mol，200000g/mol至400000g/mol，300000g/mol至600000g/mol，500000g/mol至1200000g/mol，500000g/mol至1000000g/mol，550000g/mol至1050000g/mol，550000g/mol至900000g/mol，600000g/mol至900000g/mol或者500000g/mol至900000g/mol。

PHA树脂通过差式扫描量热计(DSC)测量的结晶度可以为90％或更小。例如，PHA树脂的结晶度可以通过差式扫描量热法测量，并且可以为90％或更小、85％或更小、80％或更小、75％或更小或者70％或更小。

此外，PHA树脂的平均颗粒尺寸可以为0.5μm至5μm。例如，PHA树脂的平均颗粒尺寸可以为0.7μm至4.6μm，1.1μm至4.5μm，1.5μm至4.3μm，2.2μm至4.2μm，2.6μm至4.0μm，2.8μm至3.9μm或者3.1μm至3.8μm。

可以使用纳米粒度分析仪(例如Zetasizer Nano ZS)测量PHA树脂的平均颗粒尺寸。具体地，使用Zetasizer Nano ZS(制造商：Marven)在25℃的温度和175°的测量角度下通过动态光散射(DLS)对PHA进行平均颗粒尺寸的测量。在这种情况下，将通过置信区间为0.5的多分散指数(PDI)得到的峰值作为颗粒尺寸。

PHA树脂的多分散指数(PDI)可以小于2.5。例如，PHA树脂的多分散指数可以为小于2.5，2.3或更小，2.1或更小或者2.0或更小。

此外，PHA树脂可以通过使用非机械方法或化学方法的细胞破碎而获得。具体地，由于PHA树脂为在微生物细胞中累积的热塑性天然聚酯聚合物，并且具有相对较大的平均颗粒尺寸，因此其可以通过破碎方法获得，从而更有效地控制期望材料的产率或物理性质，并提高工艺效率。

同时，根据本发明的另一个实施方案，用于可生物降解纤维的组合物可以包含至少一种可生物降解树脂，所述可生物降解树脂选自聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)、聚丁二酸-己二酸丁二醇酯(PBSA)、聚丁二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)、聚羟基丁酸酯-戊酸酯(PHBV)、聚已酸内酯(PCL)、聚丁二酸己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBSAT)、聚乙酸己二酸丁二酸丁二醇酯(PBEAS)、聚乙酸丁二酸丁二醇酯(PBES)以及热塑性淀粉(TPS)。

由于可生物降解树脂与PHA树脂共同使用，因此用于可生物降解纤维的组合物具有优异的分散性，并且可以进一步提高例如熔体流动指数、玻璃化转变温度、熔融温度和分解温度的性质。

基于用于可生物降解纤维的组合物的总重量，用于可生物降解纤维的组合物可以包含10重量％至100重量％的量的聚羟基脂肪酸酯树脂。例如，聚羟基脂肪酸酯树脂的含量可以为10重量％或更多，12重量％或更多，15重量％或更多，20重量％或更多，25％重量％或更多或者30重量％或更多且100重量％或更少，95重量％或更少，90重量％或更少，85重量％或更少，80重量％或更少，75重量％或更少或者70重量％或更少。具体地，聚羟基脂肪酸酯树脂的含量可以为10重量％至85重量％，但不限于此。

基于用于可生物降解纤维的组合物的总重量，用于可生物降解纤维的组合物可以包含30重量％或更多的量的可生物降解树脂。例如，可生物降解树脂的含量可以为32重量％或更多，35重量％或更多，50重量％或更多，55重量％或更多或者65重量％或更多。此外，可生物降解树脂的含量可以为95重量％或更少，90重量％或更少，85重量％或更少，80重量％或更少或者70重量％或更少。

此外，聚羟基脂肪酸酯树脂与可生物降解树脂的重量比可以为1:0.2至1:4.5。例如，聚羟基脂肪酸酯树脂与可生物降解树脂的重量比可以为1:0.2至1:4.2，1:0.3至1:3.8，1:0.4至1:3，1:0.45至1:2.8，1:0.5至1:2.5，1:0.8至1:2.4或者1:1至1:2.35。

此外，用于可生物降解纤维的组合物还可以包含至少一种添加剂，所述添加剂选自颜料、染料吸收剂、光吸收剂、抗氧化剂、增容剂、增重剂、成核剂、熔体增强剂以及滑移剂。

颜料可以包括选自炭黑和钴绿的至少一种。基于用于可生物降解纤维的组合物的总重量，颜料可以进一步地以0.01重量％至20重量％，0.01重量％至15重量％，0.01重量％至12重量％，0.01重量％至10重量％，0.01重量％至8重量％，0.01重量％至5重量％，0.2重量％至4.5重量％，0.2重量％至4重量％或者0.5重量％至3重量％的量使用。

抗氧化剂是一种用于防止通过臭氧或氧气分解，防止在储存的过程中氧化或者防止物理性质劣化的添加剂。可以使用常规抗氧化剂，只要不损害本发明的效果。

具体地，抗氧化剂可以包括选自受阻酚类抗氧化剂和磷酸酯类(磷类)抗氧化剂的至少一种。

受阻酚类抗氧化剂可以包括例如选自4,4’-亚甲基-双(2,6-二叔丁基酚)、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酯、四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯以及3,9-双[2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)-丙酰氧基]-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷的至少一种。

磷酸酯类(磷类)抗氧化剂可以包括例如选自三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇-二亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇-二亚磷酸酯、季戊四醇二亚磷酸二硬脂基酯、[双(2,4-二叔丁基-5-甲基苯氧基)膦基]联苯以及N,N-双[2-[[2,4,8,10-四(1,1-二甲基乙级)二苯并[d,f][1,3,2]二氧杂磷杂环庚烷-6-基]氧]乙基]乙胺的至少一种。

基于用于可生物降解纤维的组合物的总重量，抗氧化剂可以进一步地以0.01重量％至20重量％，0.01重量％至15重量％，0.01重量％至12重量％，0.01重量％至10重量％，0.01重量％至8重量％，0.01重量％至5重量％，0.2重量％至4.5重量％，0.2重量％至4重量％或者0.5重量％至3重量％的量使用。当抗氧化剂的含量满足上述范围时，可以提高纤维的物理性质，并且这可能更有利于获得本发明的期望效果。

增容剂是一种通过除去可生物降解树脂和/或PHA树脂的可释放性来赋予相容性的添加剂。可以使用常规增容剂，只要不损害本发明的效果。

具体地，增容剂可以包括选自聚乙酸乙烯酯(PVAc)、异氰酸酯、聚碳酸亚丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-乙烯醇、聚乙烯醇(PVA)、乙烯乙酸乙烯酯以及顺丁烯二酸酐的至少一种。

基于用于可生物降解纤维的组合物的总重量，增容剂可以进一步地以0.01重量％至20重量％，0.01重量％至15重量％，0.01重量％至12重量％，0.01重量％至10重量％，0.01重量％至8重量％，0.01重量％至5重量％，0.2重量％至4.5重量％，0.2重量％至4重量％或者0.5重量％至3重量％的量使用。当增容剂的含量满足上述范围时，可以通过增加所使用的树脂之间的相容性来提高纤维的物理性质，并且这可能更有利于获得本发明的期望效果。

增重剂是一种无机材料和用于通过在成型工艺的过程中增加结晶速率来提高成型性并用于减少由于使用可生物降解树脂而导致的成本增加问题的添加剂。可以使用常规无机材料，只要不损害本发明的效果。

增重剂可以包括选自无机材料(例如锌和钙、硬脂酸、轻质或重质碳酸钙、二氧化硅、滑石、高岭土、硫酸钡、粘土、氧化钙、氢氧化镁、氧化钛、炭黑和玻璃纤维)的至少一种。

增重剂的平均颗粒尺寸可以为0.5μm至5μm。例如，增重剂的平均颗粒尺寸可以为0.5μm至4.8μm，0.5μm至4.5μm或者0.7μm至4μm。如果增重剂的平均颗粒尺寸小于0.5μm，则难以分散颗粒。如果其超过5μm，则颗粒的尺寸变得过大，这可能会损害本发明的效果。

基于用于可生物降解纤维的组合物的总重量，增重剂可以进一步地以0.01重量％至20重量％，0.01重量％至15重量％，0.01重量％至12重量％，0.01重量％至10重量％，0.01重量％至8重量％，0.01重量％至5重量％，0.2重量％至4.5重量％，0.2重量％至4重量％或者0.5重量％至3重量％的量使用。当增重剂的含量满足上述范围时，其可能更有利于获得本发明的期望效果。

成核剂是一种用于补充或改变聚合物的结晶形态并用于在聚合物熔体冷却时提高结晶(固化)速率的添加剂。特别地，由于在本发明中使用的PHA树脂具有低结晶速率，因此由于在工艺的过程中缺少结晶，工艺可能难以进行。如果使用成核剂解决该问题，则可以提高结晶速率以进一步提高加工性、成型性和生产率，并且可以有效地获得期望的物理性质。

可以使用常规成核剂，只要不损害本发明的效果。具体地，成核剂可以包括例如包含单一元素物质(纯物质)或复合氧化物的金属化合物、具有金属羧酸酯基团的低分子量有机化合物、具有金属羧酸酯基团的聚合物有机化合物、聚合物有机化合物、磷酸或亚磷酸或其金属盐、山梨糖醇衍生物、巯基乙酸酐以及对甲苯磺酸或其金属盐等。成核剂可以单独使用或组合使用。

包含单一元素物质(纯物质)或复合氧化物的金属化合物可以为例如选自炭黑、碳酸钙、合成硅酸及其盐、二氧化硅、锌白、粘土、高岭土、碱式碳酸镁、云母、滑石、石英粉末、硅藻土、白云石粉末、氧化钛、氧化锌、氧化锑、硫酸钡、硫酸钙、氧化铝、硅酸钙、有机磷的金属盐以及氮化硼的至少一种。

具有金属羧酸酯基团的低分子量有机化合物可以为例如选自辛酸、甲苯甲酸、庚酸、壬酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、山嵛酸、蜡酸、褐煤酸、蜂花酸、苯酸、对叔丁基苯酸、对苯二甲酸、对苯二甲酸单甲酯、间苯二甲酸以及间苯二甲酸单甲酯的金属盐的至少一种。

具有金属羧酸酯基团的聚合物有机化合物可以为例如选自通过聚乙烯的氧化反应获得的含羧基的聚乙烯、通过聚丙烯的氧化反应获得的含羧基的聚丙烯、丙烯酸或甲基丙烯酸与烯烃(例如乙烯、丙烯和1-丁烯)的共聚物、丙烯酸或甲基丙烯酸与苯乙烯的共聚物、烯烃与顺丁烯二酸酐的共聚物以及苯乙烯与顺丁烯二酸酐的共聚物的金属盐的至少一种。

聚合物有机化合物可以为例如选自在3号位处分支至碳原子并具有5个或更多个碳原子的α-烯烃(例如3,3-二甲基-1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-己烯以及3,5,5-三甲基-1-己烯)、乙烯基环烷类的聚合物(例如乙烯基环戊烷、乙烯基环已烷以及乙烯基降莰烷)、聚烯烃醇(例如聚乙二醇和聚丙二醇)、聚(乙醇酸)、纤维素、纤维素酯以及纤维素醚的至少一种。

磷酸或亚磷酸或其金属盐可以为例如选自磷酸二苯酯、亚磷酸二苯酯、双(4-叔丁基苯基)磷酸酯以及亚甲基双(2,4-叔丁基苯基)磷酸酯的金属盐的至少一种。山梨糖醇衍生物可以例如为双(对甲基苯亚甲基)山梨糖醇或双(对乙基苯亚甲基)山梨糖醇。

基于用于可生物降解纤维的组合物的总重量，成核剂可以进一步地以0.01重量％至20重量％，0.01重量％至15重量％，0.01重量％至12重量％，0.01重量％至10重量％，0.01重量％至8重量％，0.01重量％至5重量％，0.2重量％至4.5重量％，0.2重量％至4重量％或者0.5重量％至3重量％的量使用。当成核剂的含量满足上述范围时，可以增加结晶速率以提高加工性，并且可以通过例如在制备方法中的用于生产颗粒的切割步骤的过程中增加结晶速率来进一步提高生产率和成型性。

熔体增强剂是一种用于提高反应物的熔体强度的添加剂。可以使用常规熔体增强剂，只要不损害本发明的效果。

具体地，熔体增强剂可以包括选自聚酯、苯乙烯类聚合物(例如丙烯腈丁二烯苯乙烯和聚苯乙烯)、聚硅氧烷、有机改性的硅氧烷聚合物以及顺丁烯二酸酐接枝的乙烯丙烯二烯单体(MAH-g-EPDM)的至少一种。

基于用于可生物降解纤维的组合物的总重量，熔体增强剂可以进一步地以0.01重量％至20重量％，0.01重量％至15重量％，0.01重量％至12重量％，0.01重量％至10重量％，0.01重量％至8重量％，0.01重量％至5重量％，0.2重量％至4.5重量％，0.2重量％至4重量％或者0.5重量％至3重量％的量使用。当熔体增强剂的含量满足上述范围时，其可能更有利于获得本发明的期望效果。

滑移剂是一种用于提高挤出过程中的滑移性质(爽滑性质)并用于防止纤维表面彼此粘附的添加剂。具体地，可以使用常规滑移剂，只要不损害本发明的效果。例如，滑移剂可以为选自芥酸酰胺、油酸酰胺以及硬脂酰胺的至少一种。

基于用于可生物降解纤维的组合物的总重量，滑移剂可以进一步地以0.01重量％至20重量％，0.01重量％至15重量％，0.01重量％至12重量％，0.01重量％至10重量％，0.01重量％至8重量％，0.01重量％至5重量％，0.2重量％至4.5重量％，0.2重量％至4重量％或者0.5重量％至3重量％的量使用。当滑移剂的含量满足上述范围时，可以进一步提高加工性、生产率和成型性，并且这可能更有利于获得本发明的期望效果。

可生物降解树脂组合物可以包含交联剂和/或稳定剂作为其它添加剂。

交联剂是一种用于改变PHA树脂的性质并增加树脂的分子量的添加剂。可以使用常规交联剂，只要不损害本发明的效果。

例如，交联剂可以为选自脂肪酸酯、包含环氧基团(环氧化)的天然油、邻苯二甲酸二烯丙酯、季戊四醇四丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯以及双(2-甲基丙烯酰氧基乙基)磷酸酯的至少一种。

基于用于可生物降解纤维的组合物的总重量，交联剂可以进一步地以0.01重量％至20重量％，0.01重量％至15重量％，0.01重量％至12重量％，0.01重量％至10重量％，0.01重量％至8重量％，0.01重量％至5重量％，0.2重量％至4.5重量％，0.2重量％至4重量％或者0.5重量％至3重量％的量使用。

稳定剂可以为选自磷酸三甲酯、磷酸三苯酯、三甲基膦、磷酸以及亚磷酸的至少一种。

基于用于可生物降解纤维的组合物的总重量，稳定剂可以进一步地以0.01重量％至20重量％，0.01重量％至15重量％，0.01重量％至12重量％，0.01重量％至10重量％，0.01重量％至8重量％，0.01重量％至5重量％，0.2重量％至4.5重量％，0.2重量％至4重量％或者0.5重量％至3重量％的量使用。

根据本发明的另一个实施方案，用于可生物降解纤维的组合物还可以包含生物质。

当用于可生物降解纤维的组合物包含生物质时，可以提高可生物降解性，并改善土壤。即生物质具有优异的可生物降解性，在未分解时容易被破坏，改善肥料并提高土壤强度，从而产生土壤改良效果。

基于用于可生物降解纤维的组合物的总重量，生物质可以以5重量％至50重量％的量使用。具体地，基于用于可生物降解纤维的组合物的总重量，生物质的含量可以为10重量％至48重量％，15重量％至48重量％，20重量％至45重量％，20重量％至43重量％或者20重量％至40重量％。当生物质的含量满足上述范围时，进一步提高了可生物降解性，产生了土壤改良效果，并改善了与PHA树脂的交联强度，从而可以有效地获得本发明的期望效果。

用于可生物降解纤维的组合物根据ASTM D1238在190℃和2.16kg下测量的熔体流动指数可以为1g/10min至30g/10min。例如，用于可生物降解纤维的组合物根据ASTM D1238在190℃和2.16kg下测量的熔体流动指数可以为2g/10min至28g/10min，2.3g/10min至26g/10min，2.5g/10min至22g/10min，3.3g/10min至20g/10min，3.5g/10min至19g/10min，4g/10min至18.5g/10min，4.5g/10min至18g/10min，1.5g/10min至10g/10min，2.5g/10min至8.5g/10min，3.2g/10min至6.5g/10min，4.2g/10min至6g/10min，11g/10min至25g/10min，11.5g/10min至21g/10min或者12g/10min至17.5g/10min。

此外，用于可生物降解纤维的组合物根据ASTM D1238在210℃和2.16kg下测量的熔体流动指数可以为35g/10min至130g/10min。例如，用于可生物降解纤维的组合物根据ASTM D1238在210℃和2.16kg下测量的熔体流动指数可以为40g/10min至120g/10min，42g/10min至115g/10min，48g/10min至112g/10min，50g/10min至110g/10min或者55g/10min至108g/10min。

对于使用用于可生物降解纤维的组合物制备的颗粒，可以根据ASTM D1238测量用于可生物降解纤维的组合物的根据ASTM D1238测量的熔体流动指数。

具体地，可以根据ASTM D1238测量可生物降解颗粒的熔体流动指数，所述可生物降解颗粒通过将用于可生物降解纤维的组合物进给至双螺杆挤出机，混合并熔体挤出而制备。更具体地，可生物降解颗粒可以通过以下制备：将双螺杆挤出机的螺杆旋转速度设定为200rpm，混合用于可生物降解纤维的组合物，同时将内部温度从50℃升高至170℃，在12巴的压力和177℃的温度下进行熔体挤出，并使用水下切割***。

用于可生物降解纤维的组合物可以具有通过差示扫描量热计(DSC)测量的-35℃至15℃，-25℃至5℃，-20℃至1℃或者-18℃至-5℃的玻璃化转变温度(Tg)和105℃至200℃，106℃至195℃，110℃至180℃或者113℃至173℃的熔融温度(Tm)。

此外，用于可生物降解纤维的组合物通过热重分析仪(TGA)测量的分解温度(Td，5％的重量损失)可以为220℃或更高，230℃或更高，240℃或更高，250℃或更高或者260℃或更高，220℃至275℃，235℃至273℃，240℃至300℃，245℃至285℃，255℃至280℃，260℃至275℃或者263℃至270℃。

可生物降解纤维

根据本发明的另一个实施方案的可生物降解纤维包含聚羟基脂肪酸酯树脂，所述聚羟基脂肪酸酯树脂包含4-羟基丁酸酯(4-HB)重复单元，其中根据ASTM D3822测量的强度为0.5g/d至10g/d。

可以使用用于可生物降解纤维的组合物制备可生物降解纤维。关于聚羟基脂肪酸酯树脂的细节如上文所示。

例如，可生物降解纤维根据ASTM D3822测量的强度可以为0.5g/d或更高，0.6g/d或更高，0.75g/d或更高，0.8g/d或更高，0.9g/d或更高，1g/d或更高，1.1g/d或更高，1.2g/d或更高，1.5g/d或更高，1.8g/d或更高或者2g/d或更高、10g/d或更低，8.5g/d或更低，7g/d或更低，5.5g/d或更低，5g/d或更低，4.8g/d或更低，4.5g/d或更低，4.2或更低，3.9g/d或更低，3.5g/d或更低，3.2g/d或更低，2.9g/d或更低或者2.8g/d或更低以及0.5g/d至10g/d，0.6g/d至8g/d，0.7g/d至6g/d，0.9g/d至3.5g/d，1.1g/d至4.0g/d，1.2g/d至3.8g/d，1.3g/d至3.5g/d，1.5g/d至3.2g/d，1.8g/d至3.1g/d，1.9g/d至2.9g/d或者2g/d至2.8g/d。

此外，可生物降解纤维可以具有0.05mm至10mm的直径和100旦尼尔至10000旦尼尔的纤度。例如，可生物降解纤维可以为单丝，其中可生物降解纤维的直径可以为0.06mm至8mm，0.08mm至6mm，0.1mm至4mm，0.15mm至2mm，0.2mm至1mm或者0.25mm至0.6mm，并且可生物降解纤维的纤度可以为120旦尼尔至8500旦尼尔，150旦尼尔至5500旦尼尔，200旦尼尔至4000旦尼尔，500旦尼尔至2500旦尼尔，650旦尼尔至2200旦尼尔，700旦尼尔至1950旦尼尔，800旦尼尔至1350旦尼尔，900旦尼尔至1800旦尼尔或者950旦尼尔至1600旦尼尔。

此外，可生物降解纤维的伸长率可以为10％或更大，12％或更大，15％或更大，20％或更大，25％或更大，32％或更大，35％或更大，40％或更大，45％或更大，50％或更大或者60％或更大且1000％或更小，850％或更小，650％或更小，500％或更小，350％或更小，200％或更小，130％或更小，90％或更小，80％或更小或者75％或更小。

可生物降解纤维的重均分子量可以为300000g/mol或更大或者500000g/mol或更大，10000g/mol至5000000g/mol，20000g/mol至4000000g/mol或者50000g/mol至3000000g/mol。

根据本发明的另一个实施方案，可生物降解纤维可以为具有非均匀横截面的复合纤维，或者为具有两种或更多种或者三种或更多种组分的复合纤维。

非均匀横截面纤维可以具有圆形、椭圆形或多边形横截面，但不限于此。

此外，可生物降解纤维可以为包括芯部和皮部的皮芯型、并列型、海岛型或橘瓣型。

在皮芯型中，芯部的横截面和皮部的横截面可以彼此不同。例如，芯部的横截面可以为圆形，并且皮部的横截面可以为圆环型，但不限于此。

此外，可生物降解纤维可以为双组分复合纤维，其中皮部和芯部各自包含不同的单组分树脂。其可以为三组分复合纤维，其中皮部包含单组分树脂，并且芯部包含至少双组分树脂，或者芯部包含单组分树脂，并且皮部包含至少双组分树脂。此外，可生物降解纤维可以为复合纤维，其中皮部和芯部各自包含至少双组分树脂。

例如，芯部可以包含聚羟基脂肪酸酯树脂，并且皮部可以包含可生物降解树脂。例如，可生物降解树脂可以为选自聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)、聚丁二酸-己二酸丁二醇酯(PBSA)、聚丁二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)、聚羟基丁酸酯-戊酸酯(PHBV)、聚已酸内酯(PCL)、聚丁二酸己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBSAT)、聚乙酸己二酸丁二酸丁二醇酯(PBEAS)、聚乙酸丁二酸丁二醇酯(PBES)以及热塑性淀粉(TPS)的至少一种。

芯部和皮部的重量比可以为5:95至95:5。例如，芯部和皮部的重量比可以为5:95至85:15，7:93至80:20，10:90至75:25或者10:90至70:30。

用于制备可生物降解纤维的方法

根据本发明的另一个实施方案的用于制备可生物降解纤维的方法包括纺丝和拉伸用于可生物降解纤维的组合物或者通过熔体挤出所述组合物制备的颗粒，其中用于可生物降解纤维的组合物包含聚羟基脂肪酸酯树脂，所述聚羟基脂肪酸酯树脂包含4-羟基丁酸酯(4-HB)重复单元，并且通过热重分析仪(TGA)测量的分解温度(Td，5％的重量损失)为220℃或更高。

关于用于可生物降解纤维的组合物的细节如上文所述。

具体地，在根据本发明的另一个实施方案的用于制备可生物降解纤维的方法中，可以将用于可生物降解纤维的组合物直接进给到装置中，纺丝，然后拉伸，或者可以将通过用于可生物降解纤维的组合物的熔体挤出制备的颗粒进给到装置中，纺丝，然后拉伸，从而制备可生物降解纤维。

由于纺丝步骤之后是拉伸步骤，因此可以更有效地控制可生物降解纤维的直径或长度。具体地，如果仅通过纺丝或熔融纺丝步骤控制可生物降解纤维的长度或直径，则生产率和加工性可能劣化。

根据本发明的另一个实施方案，所述方法还可以包括在150℃至200℃下熔体挤出用于可生物降解纤维的组合物以制备颗粒。

具体地，熔体挤出可以在6巴至30巴的压力和150℃至200℃的温度下进行。例如，可以使用单螺杆挤出机或双螺杆挤出机在7巴至28巴或8巴至26巴的压力和155℃至190℃或165℃至185℃的温度下进行熔体挤出。

此外，在熔体挤出步骤之前，可以使用单螺杆挤出机或双螺杆挤出机在从50℃升高至170℃的温度下进一步地进行混合步骤。

此外，在熔体挤出步骤之后，可以将熔体挤出物冷却至15℃或更低、10℃或更低或者6℃或更低，然后切割，以制备可生物降解颗粒，但不限于此。

此外，纺丝速度可以为10mpm至500mpm。例如，纺丝速度可以为10mpm至450mpm，10mpm至400mpm或者15mpm至400mpm。

此外，拉伸可以以1.1倍或更大的拉伸比通过冷拉伸或热拉伸进行。例如，拉伸可以以1.1倍或更大，2.5倍或更大，3.5倍或更大，5倍或更大，5.5倍或更大，6倍或更大，6.5倍或更大或者7倍或更大的拉伸比进行。

冷拉伸可以在25℃至35℃的室温度和25℃至35℃的辊温度下进行。热拉伸可以在150℃至200℃的室温度和80℃至130℃的辊温度下进行。

根据本发明的另一个实施方案，纺丝颗粒的步骤可以为在140℃至190℃下对颗粒进行熔融纺丝的步骤。具体地，将可生物降解颗粒挤出，熔融并通过喷嘴纺丝，冷却，然后使用辊缠绕，以制备可生物降解纤维。

例如，颗粒可以在150℃至190℃，155℃至190℃或者160℃至185℃下进行熔融纺丝。在这种情况下，可以使用常规熔融纺丝设备而没有限制。例如，可以使用基于单螺杆挤出机的熔融纺丝设备进行熔融纺丝，但不限于此。

此外，熔融纺丝装置可以包括熔融部分、包括过滤器的喷嘴部分、喷嘴孔和缠绕辊之间的牵引部分以及缠绕部分。可以控制熔融纺丝设备的熔融温度、喷嘴孔的直径、喷嘴孔的长度、喷嘴孔的长度与直径的比值、喷嘴内过滤器的尺寸、通过喷嘴的排出量、牵引部分的长度、纺丝速度、冷却温度、缠绕速度，以制备具有期望的物理性质的可生物降解纤维。

根据本发明的另一个实施方案，在熔融纺丝步骤之前，其还可以包括在40℃至60℃下干燥颗粒10小时或更长时间。

例如，在熔融纺丝步骤之前，可以进一步地进行在40℃至58℃或者42℃至60℃下干燥颗粒11小时或更长时间或者12小时或更长时间的步骤。

此外，可以进行干燥步骤，直至颗粒的树脂水分含量为2000ppm或更小，1500ppm或更小，1100ppm或更小，500ppm或更小，300ppm或更小，150ppm或更小，100ppm或更小，60ppm或更小或者50ppm或更小，并且可以通过热风干燥或除湿干燥进行干燥步骤，但不限于此。

根据本发明的另一个实施方案，用于可生物降解纤维的组合物的纺丝步骤可以使用复合材料纺丝设备进行。例如，复合材料纺丝设备可以为皮芯复合材料纺丝设备。

具体地，可以将用于可生物降解纤维的组合物直接进给至皮芯复合材料纺丝设备的芯部或皮部，以制备可生物降解纤维。

更具体地，可以将用于可生物降解纤维的组合物进给到芯部或皮部，并且可以将可生物降解树脂进给到芯部或皮部，所述可生物降解树脂包含选自聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)、聚丁二酸-己二酸丁二醇酯(PBSA)、聚丁二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)、聚羟基丁酸酯-戊酸酯(PHBV)、聚已酸内酯(PCL)、聚丁二酸己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBSAT)、聚乙酸己二酸丁二酸丁二醇酯(PBEAS)、聚乙酸丁二酸丁二醇酯(PBES)以及热塑性淀粉(TPS)的至少一种。

例如，可以将用于可生物降解树脂的组合物进给至芯部，并且可以将可生物降解树脂进给至皮部，所述可生物降解树脂包含选自聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)、聚丁二酸-己二酸丁二醇酯(PBSA)、聚丁二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)、聚羟基丁酸酯-戊酸酯(PHBV)、聚已酸内酯(PCL)、聚丁二酸己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBSAT)、聚乙酸己二酸丁二酸丁二醇酯(PBEAS)、聚乙酸丁二酸丁二醇酯(PBES)以及热塑性淀粉(TPS)的至少一种。

此外，进给至芯部与皮部的原材料的重量比可以为5:95至95:5，5:95至85:15，7:93至80:20，10:90至75:25或者10:90至70:30。

本发明的模式

下文将参考以下实施例更详细地描述本发明。然而，以下实施例旨在说明本发明，并且实施例的范围不仅限于此。

[实施例]

可生物降解颗粒的制备

实施例1-1

混合30重量％的包含100重量％的第二PHA树脂(scPHA(a)，4-羟基丁酸酯(4-HB)含量：8重量％，重均分子量(Mw)：600000g/mol，165℃和5kg下的熔体流动指数：1.1g/10min)的聚羟基脂肪酸酯(PHA)树脂(3-HB-共-4-HB，制造商：CJ)与70重量％的聚乳酸(PLA，制造商：Total Corbion)，随后向其中加入1phr的聚乙酸乙烯酯(PVAc，制造商：Wacker)，以制备用于可生物降解纤维的组合物。

此后，将组合物进给至双螺杆挤出机，混合并熔体挤出，以制备可生物降解颗粒。具体地，可生物降解颗粒通过以下制备：将双螺杆挤出机的螺杆旋转速度设定为190rpm，混合组合物，同时将内部温度从50℃升高至170℃，在14巴的压力和176℃的温度下进行熔体挤出，并且使用线股切割法。

实施例1-2

混合30重量％的包含100重量％的第二PHA树脂(scPHA(b)，4-羟基丁酸酯(4-HB)含量：17重量％，重均分子量(Mw)：600000g/mol，165℃和5kg下的熔体流动指数：4.86g/10min，190℃下的熔体流动指数：19.72g/10min)的聚羟基脂肪酸酯(PHA)树脂(3-HB-共-4-HB，制造商：CJ)与70重量％的聚乳酸(PLA，制造商：Total Corbion)，随后向其中加入1phr的聚乙酸乙烯酯(PVAc，制造商：Wacker)，以制备用于可生物降解纤维的组合物。

此后，将组合物进给至双螺杆挤出机，混合并熔体挤出，以制备可生物降解颗粒。具体地，可生物降解颗粒通过以下制备：将双螺杆挤出机的螺杆旋转速度设定为200rpm，混合组合物，同时将内部温度从50℃升高至170℃，在17巴的压力和180℃的温度下进行熔体挤出，并且使用线股切割法。

实施例1-3

以与实施例1-1相同的方式制备可生物降解颗粒，除了使用聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)代替聚乳酸。

实施例1-4

以与实施例1-2相同的方式制备可生物降解颗粒，除了使用聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)代替聚乳酸。

实施例1-5

混合30重量％的包含100重量％的第二PHA树脂(scPHA(a)，4-羟基丁酸酯(4-HB)含量：8重量％，重均分子量(Mw)：600000g/mol，165℃和5kg下的熔体流动指数：1.1g/10min)的聚羟基脂肪酸酯(PHA)树脂(3-HB-共-4-HB，制造商：CJ)与70重量％的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，随后向其中加入1phr的聚乙酸乙烯酯(PVAc，制造商：Wacker)，以制备用于可生物降解纤维的组合物。

此后，将组合物进给至双螺杆挤出机，混合并熔体挤出，以制备可生物降解颗粒。具体地，可生物降解颗粒通过以下制备：将双螺杆挤出机的螺杆旋转速度设定为200rpm，混合组合物，同时将内部温度从50℃升高至170℃，在12巴的压力和177℃的温度下进行熔体挤出，并且使用线股切割法。

实施例1-6

混合30重量％的包含100重量％的第二PHA树脂(scPHA(b)，4-羟基丁酸酯(4-HB)含量：17重量％，重均分子量(Mw)：600000g/mol，165℃和5kg下的熔体流动指数：19.72g/10min，190℃下的熔体流动指数：19.72g/10min)的聚羟基脂肪酸酯(PHA)树脂(3-HB-共-4-HB，制造商：CJ)与70重量％的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，随后向其中加入1phr的聚乙酸乙烯酯(PVAc，制造商：Wacker)，以制备用于可生物降解纤维的组合物。

此后，将组合物进给至双螺杆挤出机，混合并熔体挤出，以制备可生物降解颗粒。具体地，可生物降解颗粒通过以下制备：将双螺杆挤出机的螺杆旋转速度设定为200rpm，混合组合物，同时将内部温度从50℃升高至170℃，在12巴的压力和177℃的温度下进行熔体挤出，并且使用线股切割法。

实施例1-7

混合30重量％的包含25重量％的第一PHA树脂(aPHA，4-羟基丁酸酯(4-HB)含量：33重量％，重均分子量(Mw)：600000g/mol，165℃和5kg下的熔体流动指数：5.5g/10min)和75重量％的第二PHA树脂(scPHA(a)，4-羟基丁酸酯(4-HB)含量：8重量％，重均分子量(Mw)：300000g/mol，165℃和5kg下的熔体流动指数：1.1g/10min)的聚羟基脂肪酸酯(PHA)树脂(3-HB-共-4-HB，制造商：CJ)与70重量％的聚乳酸(PLA，制造商：Total Corbion)，随后向其中加入1phr的聚乙酸乙烯酯(PVAc，制造商：Wacker)，以制备用于可生物降解纤维的组合物。

此后，将组合物进给至双螺杆挤出机，混合并熔体挤出，以制备可生物降解颗粒。具体地，可生物降解颗粒通过以下制备：将双螺杆挤出机的螺杆旋转速度设定为200rpm，混合组合物，同时将内部温度从50℃升高至170℃，在21巴的压力和178℃的温度下进行熔体挤出，并且使用线股切割法。

实施例1-8

混合30重量％的包含50重量％的第一PHA树脂(aPHA，4-羟基丁酸酯(4-HB)含量：33重量％，重均分子量(Mw)：600000g/mol，165℃和5kg下的熔体流动指数：5.5g/10min)和50重量％的第二PHA树脂(scPHA(a)，4-羟基丁酸酯(4-HB)含量：8重量％，重均分子量(Mw)：600000g/mol，165℃和5kg下的熔体流动指数：1.1g/10min)的聚羟基脂肪酸酯(PHA)树脂(3-HB-共-4-HB，制造商：CJ)与70重量％的聚乳酸(PLA，制造商：Total Corbion)，随后向其中加入1phr的聚乙酸乙烯酯(PVAc，制造商：Wacker)，以制备用于可生物降解纤维的组合物。

此后，将组合物进给至双螺杆挤出机，混合并熔体挤出，以制备可生物降解颗粒。具体地，可生物降解颗粒通过以下制备：将双螺杆挤出机的螺杆旋转速度设定为200rpm，混合组合物，同时将内部温度从50℃升高至170℃，在14巴的压力和175℃的温度下进行熔体挤出，并且使用线股切割法。

实施例1-9

以与实施例1-7相同的方式制备可生物降解颗粒，除了使用聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)代替聚乳酸。

实施例1-10

以与实施例1-8相同的方式制备可生物降解颗粒，除了使用聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)代替聚乳酸。

实施例1-11

以与实施例1-5相同的方式制备可生物降解颗粒，除了使用包含25重量％的第一PHA树脂(aPHA，4-羟基丁酸酯(4-HB)含量：33重量％，重均分子量(Mw)：600000g/mol，165℃和5kg下的熔体流动指数：5.5g/10min)和75重量％的第二PHA树脂(scPHA(a)，4-羟基丁酸酯(4-HB)含量：8重量％，重均分子量(Mw)：600000g/mol，165℃和5kg下的熔体流动指数：1.1g/10min)的聚羟基脂肪酸酯(PHA)树脂(3-HB-共-4-HB，制造商：CJ)。

实施例1-12

以与实施例1-5相同的方式制备可生物降解颗粒，除了使用包含50重量％的第一PHA树脂(aPHA，4-羟基丁酸酯(4-HB)含量：33重量％，重均分子量(Mw)：600000g/mol，165℃和5kg下的熔体流动指数：5.5g/10min)和50重量％的第二PHA树脂(scPHA(a)，4-羟基丁酸酯(4-HB)含量：8重量％，重均分子量(Mw)：600000g/mol，165℃和5kg下的熔体流动指数：1.1g/10min)的聚羟基脂肪酸酯(PHA)树脂(3-HB-共-4-HB，制造商：CJ)。

实施例1-13

混合30重量％的第一PHA树脂(aPHA，4-羟基丁酸酯(4-HB)含量：33重量％，重均分子量(Mw)：600000g/mol，165℃和5kg下的熔体流动指数：5.5g/10min)与70重量％的聚乳酸(PLA，制造商：Total Corbion)，随后向其中加入1phr的聚乙酸乙烯酯(PVAc，制造商：Wacker)，以制备用于可生物降解纤维的组合物。

此后，将组合物进给至双螺杆挤出机，混合并熔体挤出，以制备可生物降解颗粒。具体地，可生物降解颗粒通过以下制备：将双螺杆挤出机的螺杆旋转速度设定为200rpm，混合组合物，同时将内部温度从50℃升高至170℃，在21巴的压力和178℃的温度下进行熔体挤出，并且使用线股切割法。

实施例1-14

以与实施例1-13相同的方式制备可生物降解颗粒，除了使用40重量％的第一PHA树脂和60重量％的聚乳酸。

实施例1-15

以与实施例1-13相同的方式制备可生物降解颗粒，除了使用50重量％的第一PHA树脂和50重量％的聚乳酸。

对比实施例1-1

将1phr的聚乙酸乙烯酯(PVAc，制造商：Wacker)加入到100重量％的聚乳酸(PLA，制造商：Total Corbion)中，以制备用于可生物降解纤维的组合物。

此后，将组合物进给至双螺杆挤出机，混合并熔体挤出，以制备可生物降解颗粒。具体地，可生物降解颗粒通过以下制备：将双螺杆挤出机的螺杆旋转速度设定为200rpm，混合组合物，同时将内部温度从50℃升高至170℃，在21巴的压力和178℃的温度下进行熔体挤出，并且使用线股切割法。

[表1]

测试实施例1-1：熔体流动指数

根据ASTM D1238在190℃和2.16kg下分别测量实施例1-1、1-2、1-5至1-8和1-11至1-15中制备的用于可生物降解纤维的组合物的熔体流动指数(g/10min)。

具体地，根据ASTM D1238测量实施例1-1、1-2、1-5至1-8和1-11至1-15的可生物降解颗粒的熔体流动指数，所述可生物降解颗粒通过分别将用于可生物降解纤维的组合物进给至双螺杆挤出机，混合并熔体挤出而制备。

测试实施例1-2：Tg和Tm

使用差示扫描量热法(DSC)分别测量实施例1-1、1-2、1-5至1-8和1-11至1-15中制备的用于可生物降解纤维的组合物的玻璃化转变温度(Tg)和熔融温度(Tm)。

具体地，将5mg至20mg的每种用于可生物降解纤维的组合物放置在铝盘中，并且使用差示扫描量热计以10℃/分钟的速率将温度从40℃升高至180℃，随后以10℃/分钟的速率将其冷却至-50℃，以获得热流曲线，从所述热流曲线上测量玻璃化转变温度(Tg)和熔融温度(Tm)。

测试实施例1-3：Td

使用热重分析仪(TGA)分别测量实施例1-1、1-2、1-5至1-8和1-11至1-15中制备的用于可生物降解纤维的组合物的分解温度(Td)。

具体地，分解温度(Td)测量为重量变化曲线上每种用于可生物降解纤维的组合物的重量减少5％的温度，所述重量变化曲线通过使用热重分析仪(TGA)以10℃/分钟的速率将温度从室温升高至600℃而获得。

[表2]

从上表2可以看出，实施例1-1、1-2、1-5至1-8和1-11至1-15的用于可生物降解纤维的组合物各自具有优异的分散性，并且满足适当数值范围的玻璃化转变温度、熔融温度和分解温度；因此，可以容易地使用所述组合物制备可生物降解颗粒。此外，不仅可以由用于可生物降解纤维的组合物直接制备可生物降解纤维，而且还可以使用由用于可生物降解纤维的组合物获得的可生物降解颗粒制备可生物降解纤维，从而根据需要方便地选择和应用工艺。

可生物降解纤维的制备

实施例2-1

使用热风或除湿在约40℃至60℃下干燥实施例1-1中制备的可生物降解颗粒至少12小时，直至其水分含量为100ppm或更小。然后，使用基于单螺杆挤出机的熔融纺丝设备对其进行熔融和纺丝，以制备可生物降解纤维。

具体地，将颗粒挤出，熔融并通过喷嘴纺丝，冷却，然后使用辊缠绕，以制备可生物降解纤维(单丝)。

在这种情况下，熔融纺丝设备的工艺条件如下。

-熔融和纺丝温度：约140℃至190℃

-喷嘴孔的直径：0.1mm至5.0mm(Ψ0.2to 5.0)

-喷嘴长度与喷嘴孔直径的比值(长度/直径(L/D))：1.0或更大

-喷嘴内过滤器的尺寸：10μm至250μm

-排出速率：5g/min/孔至20g/min/孔

-喷嘴孔和缠绕辊(牵引部分)之间的距离：1m或更长

-纺丝速度：10mpm至500mpm

-冷却空气温度：10℃至30℃

-缠绕速度：10mpm至500mpm

-拉伸比：5.0倍至7.0倍

-拉伸温度

：冷拉伸(室温度：25℃至35℃，辊温度：25℃至35℃)

：热拉伸(室温度：150℃至200℃，辊温度：80℃至130℃)

实施例2-2至2-15和对比实施例2-1

分别以与实施例2-1相同的方式制备可生物降解纤维，除了分别使用实施例1-2至1-15和对比实施例1-1中制备的可生物降解颗粒。

测试实施例2-1：纤维的纤度

根据KS K ISO 2060的绞纱法分别测量实施例2-1、2-2、2-5、2-6、2-8和2-12至2-15以及对比实施例2-1中制备的可生物降解纤维的纤度(旦尼尔，D)。

在这种情况下，旦尼尔(D)为表示纤维或纱线的纤度的单位，并且表示9000m纤维或纱线的克重。

测试实施例2-2：纤维的强度和伸长率

根据ASTM D3822分别测量实施例2-1、2-2、2-5、2-6、2-8和2-12至2-15以及对比实施例2-1中制备的可生物降解纤维的强度(g/d)和伸长率(％)。

具体地，当以恒定力拉伸纤维直至其断裂时，通过所施加的负荷除以旦尼尔而获得的值(g/d)为强度，并且初始长度与拉伸长度以百分比表示的值(％)为伸长率。

[表3]

从表3可以看出，实施例2-1、2-2、2-5、2-6、2-8和2-12至2-15中制备的可生物降解纤维各自具有期望范围的直径、纤度、强度和伸长率特性。具体地，实施例2-1、2-2、2-5、2-6、2-8和2-12至2-15中制备的可生物降解纤维具有优异的柔性、强度、伸长率、生产率和加工性，因为其分别使用实施例1-1、1-2、1-5、1-6、1-8和1-12至1-15的具有优异纺丝性的可生物降解颗粒制备。

可生物降解纤维的制备

实施例3-1

制备包含聚羟基脂肪酸酯(PHA)树脂(3-HB-共-4-HB，制造商：CJ)的用于可生物降解纤维的组合物作为芯部，所述聚羟基脂肪酸酯树脂包含100重量％的第二PHA树脂(scPHA(c)，4-羟基丁酸酯(4-HB)含量：6重量％，重均分子量(Mw)：410000g/mol，165℃和5kg下的熔体流动指数：2.88g/10min)，并且制备聚丁二酸丁二醇酯(PBS)作为皮部。

此后，使用皮芯复合材料纺丝设备在100mpm至150mpm的纺丝速度下对10重量％的内芯组合物和90重量％的PBS进行纺丝，并以6.0倍的拉伸比进行拉伸，以制备可生物降解纤维。在这种情况下，拉伸温度如下。

-拉伸温度

：冷拉伸(室温度：25℃至35℃，辊温度：25℃至35℃)

：热拉伸(室温度：150℃至200℃，辊温度：80℃至130℃)

实施例3-2至3-22

以与实施例3-1相同的方式制备可生物降解纤维，除了如下表4至表6所示改变组分和工艺条件。此处，在实施例3-17至3-22中，使用第一PHA树脂(aPHA，4-羟基丁酸酯(4-HB)含量：33重量％，重均分子量(Mw)：600000g/mol，165℃和5kg下的熔体流动指数：5.5g/10min)。

测试实施例3-1：纤维的纤度

根据KS K ISO 2060的绞纱法分别测量实施例3-1至3-22中制备的可生物降解纤维的纤度(旦尼尔，D)。

在这种情况下，旦尼尔(D)为表示纤维或纱线的纤度的单位，并且表示9000m纤维或纱线的克重。

测试实施例3-2：纤维的强度和伸长率

根据ASTM D3822分别测量实施例3-1至3-22中制备的可生物降解纤维的强度(g/d)和伸长率(％)。

具体地，当以恒定力拉伸纤维直至其断裂时，通过所施加的负荷除以旦尼尔而获得的值(g/d)为强度，并且初始长度与拉伸长度以百分比表示的值(％)为伸长率。

[表4]

[表5]

[表6]

从表4至表6可以看出，实施例3-1至3-22中制备的可生物降解纤维各自具有期望范围的直径、纤度、强度和伸长率特性。具体地，实施例3-1至3-22的可生物降解纤维各自以包括皮部和芯部的皮芯型制备，更具体地，皮部包含用于可生物降解纤维的组合物。在用于制造产品(例如服装和渔网)的二次加工(例如，诸如染色和编织的二次加工)中，可以进一步提高加工性。

Claims (24)

1.一种用于可生物降解纤维的组合物，所述用于可生物降解纤维的组合物包含聚羟基脂肪酸酯树脂，所述聚羟基脂肪酸酯树脂包含4-羟基丁酸酯(4-HB)重复单元，其中，通过热重分析仪(TGA)测量的分解温度(Td，5％的重量损失)为220℃或更高。

2.根据权利要求1所述的用于可生物降解纤维的组合物，其中，聚羟基脂肪酸酯树脂包含0.1重量％至60重量％的量的4-羟基丁酸酯(4-HB)重复单元。

3.根据权利要求1所述的用于可生物降解纤维的组合物，其中，聚羟基脂肪酸酯树脂还包含至少一种选自3-羟基丁酸酯(3-HB)、3-羟基丙酸酯(3-HP)、3-羟基己酸酯(3-HH)、3-羟基戊酸酯(3-HV)、4-羟基戊酸酯(4-HV)、5-羟基戊酸酯(5-HV)和6-羟基己酸酯(6-HH)的重复单元。

4.根据权利要求1所述的用于可生物降解纤维的组合物，其中，聚羟基脂肪酸酯树脂包含第一PHA树脂，并且所述第一PHA树脂包含15重量％至60重量％的量的4-羟基丁酸酯(4-HB)重复单元，并且具有根据ASTM D1238在165℃和5kg下测量的0.1g/10min至20g/10min的熔体流动指数(MFI)。

5.根据权利要求1所述的用于可生物降解纤维的组合物，其中，聚羟基脂肪酸酯树脂包含第二PHA树脂，并且所述第二PHA树脂包含0.1重量％至30重量％的量的4-羟基丁酸酯(4-HB)重复单元，并且具有根据ASTM D1238在165℃和5kg下测量的0.1g/10min至15g/10min的熔体流动指数。

6.根据权利要求1所述的用于可生物降解纤维的组合物，其中，聚羟基脂肪酸酯树脂包含第一PHA树脂和第二PHA树脂，并且第一PHA树脂的4-HB重复单元的含量和第二PHA的4-HB重复单元的含量彼此不同。

7.根据权利要求6所述的用于可生物降解纤维的组合物，其中，第一PHA树脂与第二PHA树脂的重量比为1:0.5至1:5。

8.根据权利要求1所述的用于可生物降解纤维的组合物，基于用于可生物降解纤维的组合物的总重量，所述用于可生物降解纤维的组合物包含10重量％至100重量％的量的聚羟基脂肪酸酯树脂。

9.根据权利要求1所述的用于可生物降解纤维的组合物，其中，所述用于可生物降解纤维的组合物包含至少一种可生物降解树脂，所述可生物降解树脂选自聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)、聚丁二酸-己二酸丁二醇酯(PBSA)、聚丁二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)、聚羟基丁酸酯-戊酸酯(PHBV)、聚已酸内酯(PCL)、聚丁二酸己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBSAT)以及热塑性淀粉(TPS)。

10.根据权利要求9所述的用于可生物降解纤维的组合物，其中，基于用于可生物降解纤维的组合物的总重量，所述可生物降解树脂以30重量％或更大的量使用，并且聚羟基脂肪酸酯树脂与可生物降解树脂的重量比为1:0.2至1:4.5。

11.根据权利要求1所述的用于可生物降解纤维的组合物，其中，所述用于可生物降解纤维的组合物包含至少一种添加剂，所述添加剂选自颜料、染料吸收剂、光吸收剂、抗氧化剂、增容剂、增重剂、成核剂、熔体增强剂以及滑移剂。

12.根据权利要求1所述的用于可生物降解纤维的组合物，其中，所述用于可生物降解纤维的组合物具有根据ASTM D1238在190℃和2.16kg下测量的1g/10min至30g/10min的熔体流动指数和在210℃和2.16kg下测量的35g/10min至130g/10min的熔体流动指数，通过差示扫描量热法(DSC)测量的-35℃至15℃的玻璃化转变温度(Tg)和105℃至200℃的熔融温度(Tm)，以及通过热重分析仪(TGA)测量的240℃至300℃的分解温度(Td，5％的重量损失)。

13.一种可生物降解纤维，所述可生物降解纤维包含聚羟基脂肪酸酯树脂，所述聚羟基脂肪酸酯树脂包含4-羟基丁酸酯(4-HB)重复单元，其中，根据ASTM D3822测量的强度为0.5g/d至10g/d。

14.根据权利要求13所述的可生物降解纤维，其中，所述可生物降解纤维具有0.05mm至10mm的直径、100旦尼尔至10000旦尼尔的纤度以及25％或更高的伸长率。

15.根据权利要求13所述的可生物降解纤维，其中，所述可生物降解纤维为具有非均匀横截面的复合纤维，或者为具有两种或更多种或者三种或更多种组分的复合纤维。

16.根据权利要求15所述的可生物降解纤维，其中，所述可生物降解纤维为包括芯部和皮部的皮芯型、并列型、海岛型或橘瓣型。

17.根据权利要求16所述的可生物降解纤维，其中，芯部包含聚羟基脂肪酸酯树脂，皮部包含可生物降解树脂，并且所述可生物降解树脂为选自聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)、聚丁二酸-己二酸丁二醇酯(PBSA)、聚丁二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)、聚羟基丁酸酯-戊酸酯(PHBV)、聚已酸内酯(PCL)、聚丁二酸己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBSAT)、聚乙酸己二酸丁二酸丁二醇酯(PBEAS)、聚乙酸丁二酸丁二醇酯(PBES)以及热塑性淀粉(TPS)的至少一种。

18.一种用于制备可生物降解纤维的方法，所述用于制备可生物降解纤维的方法包括纺丝和拉伸用于可生物降解纤维的组合物或者通过熔体挤出所述用于可生物降解纤维的组合物而制备的颗粒，其中，所述用于可生物降解纤维的组合物包含聚羟基脂肪酸酯树脂，所述聚羟基脂肪酸酯树脂包含4-羟基丁酸酯(4-HB)重复单元，并且通过热重分析仪(TGA)测量的分解温度(Td，5％的重量损失)为220℃或更高。

19.根据权利要求18所述的用于制备可生物降解纤维的方法，其中，纺丝速度为10mpm至500mpm，拉伸以1.1倍或更大的拉伸比通过冷拉伸或热拉伸进行，冷拉伸在25℃至35℃的室温度和25℃至35℃的辊温度下进行，并且热拉伸在150℃至200℃的室温度和80℃至130℃的辊温度下进行。

20.根据权利要求18所述的用于制备可生物降解纤维的方法，其中，所述用于制备可生物降解纤维的方法还包括在150℃至200℃下熔体挤出用于可生物降解纤维的组合物以制备颗粒。

21.根据权利要求20所述的用于制备可生物降解纤维的方法，其中，纺丝颗粒的步骤为在140℃至190℃下对颗粒进行熔融纺丝，并且在熔融纺丝步骤之前，所述方法还包括在40℃至60℃下干燥颗粒10小时或更长时间。

22.根据权利要求18所述的用于制备可生物降解纤维的方法，其中，用于可生物降解纤维的组合物的纺丝步骤使用皮芯复合材料纺丝设备进行。

23.根据权利要求22所述的用于制备可生物降解纤维的方法，其中，待供给至芯部和皮部的原材料的重量比为5:95至95:5。

24.根据权利要求22所述的用于制备可生物降解纤维的方法，其中，将用于可生物降解纤维的组合物供给至芯部。