熔體靜電紡絲超細(xì)纖維及溢油處理應(yīng)用研究.pdf_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、海洋溢油事故危害巨大,處理海洋溢油事故經(jīng)常使用的吸油材料包括有機(jī)天然的、無(wú)機(jī)礦物的以及人工合成的吸油材料。有機(jī)合成吸油材料中熔噴法制備的聚丙烯纖維已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的生產(chǎn)和使用。然而熔噴纖維直徑很粗,纖維分布不均勻,機(jī)械性能差,吸油倍率低,難以應(yīng)對(duì)規(guī)模巨大的海洋溢油事故。利用熔體微分靜電紡絲設(shè)備,通過(guò)調(diào)節(jié)工藝條件分別制備出微納多級(jí)結(jié)構(gòu)聚丙烯超細(xì)纖維、生物可降解型聚乳酸超細(xì)纖維和復(fù)合纖維。
  對(duì)于聚丙烯纖維,在一定電壓范圍內(nèi)隨著紡絲電壓

2、的升高,纖維直徑變小,電壓為65 kV時(shí)得到最細(xì)纖維1.11μ m。在一定溫度范圍內(nèi)隨著紡絲溫度的升高,纖維直徑變小,溫度為230℃時(shí)得到最細(xì)纖維0.71μ m。熱壓后的纖維棉孔隙率從90%-99%下降到60%-70%。通過(guò)二氧化硅共混法和稀鹽酸刻蝕法制備出微納多級(jí)結(jié)構(gòu)聚丙烯超細(xì)纖維。纖維對(duì)水的接觸角測(cè)試發(fā)現(xiàn)電壓、溫度等工藝與纖維接觸角無(wú)明顯關(guān)系,而兩種微納多級(jí)結(jié)構(gòu)聚丙烯纖維對(duì)水的接觸角分別為156°和152°。溢油回收性能測(cè)試表明,隨

3、著纖維直徑的下降,吸油倍率上升,隨著纖維孔隙率的下降,吸油倍率上升。微納纖維樣本的可重復(fù)性普遍較高,重復(fù)使用7次后,仍保持了68%的吸油倍率。吸油過(guò)程動(dòng)力學(xué)研究表明,微納纖維樣本吸油遵循Lagergren二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)模型;吸油過(guò)程熱力學(xué)研究表明微納纖維吸油是一種以物理吸附為主,弱化學(xué)吸附為輔的過(guò)程;吸附過(guò)程是自發(fā)不可逆的,隨著溫度的升高,吸油倍率降低;同時(shí)纖維吸油是一個(gè)熵變減少過(guò)程。
  對(duì)于聚乳酸纖維,分別探究了聚乙二醇、超支

4、化聚合物和蔗糖脂肪酸酯三種助劑對(duì)微納纖維樣本的影響,且三種助劑均能在一定程度上降低微納纖維樣本的直徑。聚乙二醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)是8%時(shí)得到最細(xì)纖維870 nm,8%超支化聚合物H201時(shí)得到最細(xì)纖維896 nm,8%蔗糖脂肪酸酯時(shí)得到最細(xì)纖維1.36μm。纖維對(duì)水的接觸角測(cè)試發(fā)現(xiàn)隨著纖維直徑的下降,接觸角呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)。溢油回收性能測(cè)試表明聚乳酸纖維的直徑與孔隙率與吸油倍率的關(guān)系遵循聚丙烯纖維相同的規(guī)律。微納纖維樣本的重復(fù)使用6次后,仍保持了3

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