一種用pew表面修飾的pp纖維吸附材料的製備方法
2023-09-18 11:13:40 1
專利名稱：一種用pew表面修飾的pp纖維吸附材料的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種化學纖維吸附材料的製備方法，更具體地說涉及一種用PEW表面 修飾的PP纖維吸附材料的製備方法，本發明屬於環境功能材料技術領域。
背景技術：
近年來石油化工原料洩漏事故頻發，既汙染環境又浪費資源，需要對其進行應急 處理。藉助於纖維類吸附材料可以將洩漏物暫時儲存加以回收利用的特性來處理洩漏事故 的方法，既能去除石油化工原料汙染，又能回收洩漏的石油化工原料。同時，纖維類吸附材 料還可以再生，不會造成二次汙染。所以，對各種石油化工原料吸附量大的纖維類吸附材料 的開發和應用備受人們關注。用熔噴法製備的PP纖維材料具有疏水親油性、孔隙率高、吸油量比較大，被大量 應用在對洩漏於水面原油的吸附，比如近來發生在美國的新墨西哥灣海域和中國的大連近 海溢油事故中。實際上，在水下以分散，乳化和溶解形式存在的原油將對水下生態產生長期 而嚴重的影響，如果水下是苯系物，無疑對生態的影響則更大，但是，到目前為止，將PP纖 維吸附材料應用於吸附苯系物，尤其是對水面和水下苯系物的吸附及其吸附量大小的文獻 未見報導。
發明內容
本發明解決了現有技術中存在的問題與不足，提供了一種用PEW表面修飾的PP纖 維吸附材料的製備方法，該方法製備的PEW表面修飾PP纖維吸附材料它對苯系物(苯，甲 苯和二甲苯)的吸附倍率高、對水中苯系物的吸附選擇性好。本發明是通過以下技術方案實現的本發明的用PEW表面修飾的PP纖維吸附材料的製備方法，其包括以下步驟A)將PP、PEW及助劑放入粉碎機中粉碎、拌勻，然後設定雙螺杆擠出機的一區、二 區、三區、機頭的溫度，加入拌勻的原料，同時調節螺杆轉速，擠出熔體經牽引、水冷、切粒、 乾燥後得預混料；B)設定熔噴紡絲機的螺杆一區、二區、三區、計量泵區、流道區及模頭空氣加熱區 的溫度，同時開啟鼓風機並預定空氣壓強至預定值，將上述各區溫度加熱至設定值，保溫半 小時後開動主機，再將步驟A)中預混料加入熔噴紡絲機的進料口，並調整熔噴紡絲機的螺 杆轉速和計量泵轉速，熔體經過螺杆和計量泵送到噴絲板噴出，噴出的熔噴絲受到模頭兩 側冷卻風窗吹出的熱空氣的噴吹和牽伸作用形成了熔噴纖維，熔噴纖維噴到傳動的接收板 上集聚成網得到用PEW表面修飾的PP纖維吸附材料。本發明的用PEW表面修飾的PP纖維吸附材料的製備方法，其進一步的技術方案是 所述的步驟A)中原料PEW與PP的重量比例為1 15%，優選1-7.5%。再進一步的技術 方案是所述的原料PEW中非晶態所佔比例> 40% ；再進一步的技術方案還可以是所述的原 料PP的熔融流動速率彡1200g/10min。
本發明的用PEW表面修飾的PP纖維吸附材料的製備方法，其進一步的技術方案還 可以是所述的步驟A)中助劑為抗氧劑4010、抗氧劑2264、阻燃劑十溴二苯醚、四溴雙酚A 中的一種或幾種的混合物，助劑的用量為原料總質量的0. 02%。本發明的用PEW表面修飾的PP纖維吸附材料的製備方法，其進一步的技術方案還 可以是所述的步驟A)中雙螺杆擠出機的溫度為一區140°C、二區145°C、三區150°C、機頭 140°C，螺杆轉速為140rpm。本發明的用PEW表面修飾的PP纖維吸附材料的製備方法，其進一步的技術方案 還可以是所述的步驟B)中熔噴紡絲機的螺杆一區、二區、三區的溫度分別為170°C、20(TC、 230°C，計量泵溫度為230°C。再進一步的技術方案是所述的熔噴紡絲機的計量泵轉速為 10-40rpm,且與之對應的螺杆轉速為20_60rpm。本發明的用PEW表面修飾的PP纖維吸附材料的製備方法，其進一步的技術方案還 可以是所述的步驟B)中的冷卻風窗的熱空氣溫度為300-320°C。本發明的有益效果是獲得的PEW/PP纖維吸附材料對純苯系物和水面上苯系物及 水中苯系物與PP纖維吸附材料相比，具有更大的吸附量，但對水的吸附量較小。本發明專 利通過PP與PEW共混改性的方法，將含有大量非晶態的PEW均勻混合於PP樹脂中，一方面， 由於PEW的非晶態部分表面能低，在熔噴絲的冷卻過程中容易遷移到PP纖維表面，增強了 與苯系物吸附的範德華作用力，增加了 PP纖維吸附材料對苯系物(苯，甲苯和二甲苯)的 吸附能力；另一方面，由於PEW與PP之間相容性的差別而使纖維表面微孔增多，進一步增加 PP纖維材料對苯系物的吸附。
具體實施例方式以下通過具體實施例說明本發明，但本發明並不僅僅限定於這些實施例。對比例1 A)、將原料PP及助劑抗氧劑4010放入粉碎機中粉碎、拌勻，然後設定雙螺杆擠出 機的一區、二區、三區、機頭的溫度，加入拌勻的原料，同時調節螺杆轉速，擠出熔體經牽引、 水冷、切粒、乾燥後得預混料。B)、將步驟A)中得到的PP預混料從料鬥1送入熔噴紡絲機的螺杆擠出機2中進 行熔融擠出，螺杆一區、二區、三區的溫度分別設定為170°C、200°C、23(rC，調節螺杆轉速為 40rpm，物料被充分熔融後送入過濾系統3，在此將物料中的雜質(如碳、灰分等)濾除後，物 料通過熔體管道4進入計量泵5中，計量泵5的溫度保持在230°C左右，轉速為20rpm。熔 體隨後通過分配管道6，此區域溫度在270°C左右。在紡絲室8中進行紡絲，紡絲組件7紡 出的絲經冷卻風窗9，形成結晶初生長絲，設定熱空氣溫度為310°C。初生長絲被送到成網 機10上進行鋪網，成網機10下方設有吸風系統11，鋪好的纖維經自粘合或熱軋系統12加 熱加壓熱軋，熱軋後形成的纖維材料冷卻後送入收卷機13收卷獲得纖維材料產品。將製得 的PP纖維吸附材料和PEW/PP纖維吸附材料分別在純苯系物、水面苯系物、水中苯系物和水 中進行吸附量測試，其飽和吸附量見表1。實施例1A)、將原料PP、PEW(PEW/PP = 2. 5% )及質量分數0. 02%的助劑抗氧劑4010放入 粉碎機中粉碎、拌勻，然後設定雙螺杆擠出機的一區、二區、三區、機頭的溫度，加入拌勻的原料，同時調節螺杆轉速，擠出熔體經牽引、水冷、切粒、乾燥後得預混料。B)、如
圖1所示，將步驟A)中得到的PEW/PP = 2. 5%的預混料從料鬥1送入熔噴 紡絲機的螺杆擠出機2中進行熔融擠出，螺杆一區、二區、三區的溫度分別設定為170°C、 200°C、230°C，調節螺杆轉速為40rpm，物料被充分熔融後送入過濾系統3，在此將物料中的 雜質(如碳、灰分等)濾除後，物料通過熔體管道4進入計量泵5中，計量泵5的溫度保持 在230°C左右，轉速為20rpm。熔體隨後通過分配管道6，此區域溫度在270°C左右。在紡絲 室8中進行紡絲，紡絲組件7紡出的絲經冷卻風窗9，形成結晶初生長絲，設定熱空氣溫度為 310°C。初生長絲被送到成網機10上進行鋪網，成網機10下方設有吸風系統11，鋪好的纖 維經自粘合或熱軋系統12加熱加壓熱軋，熱軋後形成的纖維材料冷卻後送入收卷機13收 卷獲得纖維材料產品。將製得的PP纖維吸附材料和PEW/PP纖維吸附材料分別在純苯系物、 水面苯系物、水中苯系物和水中進行吸附量測試，其飽和吸附量見表2。由表1、2數據對比 可知，PEW/PP = 2. 5%纖維吸附材料在純苯、純甲苯、純二甲苯中的飽和吸附量分別為PP纖 維吸附材料的1. 22,1. 28,1. 31倍；PEW/PP = 2. 5%纖維吸附材料在水面苯、水面甲苯、水面 二甲苯的飽和吸附量分別為PP纖維吸附材料的1. 09,1. 12,1. 09倍；PEW/PP = 2. 5%纖維 吸附材料在水中苯、水中甲苯、水中二甲苯的飽和吸附量分別為PP纖維吸附材料的2. 37、 2. 53,2. 99倍；PEW/PP = 2. 5%纖維吸附材料在水中的飽和吸附量為PP纖維吸附材料的 0. 65 倍。實施例2A)、將原料PP、PEW(PEW/PP = 5% )及質量分數0. 02%的助劑抗氧劑2264和阻燃 劑十溴二苯醚放入粉碎機中粉碎、拌勻，然後設定雙螺杆擠出機的一區、二區、三區、機頭的 溫度，加入拌勻的原料，同時調節螺杆轉速，擠出熔體經牽引、水冷、切粒、乾燥後得預混料。B)、如圖1所示，將步驟A)中得到的PEW/PP = 5 %的預混料從料鬥1送入熔噴 紡絲機的螺杆擠出機2中進行熔融擠出，螺杆一區、二區、三區的溫度分別設定為170°C、 200°C、230°C，調節螺杆轉速為40rpm，物料被充分熔融後送入過濾系統3，在此將物料中的 雜質(如碳、灰分等)濾除後，物料通過熔體管道4進入計量泵5中，計量泵5的溫度保持 在230°C左右，調節轉速為20rpm。物料隨後通過分配管道6，此區域溫度在270°C左右。在 紡絲室8中進行紡絲，紡絲組件7紡出的絲經冷卻風窗9風冷後，形成結晶初生長絲設定熱 空氣溫度為310°C。初生長絲被送到成網機10上進行鋪網，成網機10下方設有吸風系統 11，鋪好的纖維經自粘合或熱軋系統12加熱加壓熱軋，熱軋後形成的纖維材料冷卻後送入 收卷機13收卷獲得纖維材料產品。將製得的PEW/PP纖維吸附材料在純苯系物、水面苯系 物、水中苯系物和水中進行吸附量測試，其飽和吸附量見表3。由表1、3數據對比可得PEW/ PP = 5%纖維吸附材料在純苯、純甲苯、純二甲苯中的飽和吸附量分別為PP纖維吸附材料 的1. 15,1. 23,1. 19倍；PEW/PP = 5%纖維吸附材料在水面苯、水面甲苯、水面二甲苯的飽 和吸附量分別為PP纖維吸附材料的1. 25、1. 29、1. 36倍；PEW/PP = 5%纖維吸附材料在水 中苯、水中甲苯、水中二甲苯的飽和吸附量分別為PP纖維吸附材料的2. 41,2. 60,3. 19倍； PEW/PP = 5%纖維吸附材料在水中的飽和吸附量為PP纖維吸附材料的0. 57倍。實施例3A)、將原料PP、PEW(PEW/PP = 7.5%)及質量分數0. 02%的助劑抗氧劑2264和阻 燃劑十溴二苯醚放入粉碎機中粉碎、拌勻，然後設定雙螺杆擠出機的一區、二區、三區、機頭的溫度，加入拌勻的原料，同時調節螺杆轉速，擠出熔體經牽引、水冷、切粒、乾燥後得預混 料。B)、如圖1所示，將步驟A)中得到的PEW/PP = 7. 5%的預混料從料鬥1送入熔噴 紡絲機的螺杆擠出機2中進行熔融擠出，螺杆一區、二區、三區的溫度分別設定為170°C、 200°C、230°C，調節螺杆轉速為40rpm，物料被充分熔融後送入過濾系統3，在此將物料中的 雜質(如碳、灰分等)濾除後，物料通過熔體管道4進入計量泵5中，計量泵5的溫度保持 在230°C左右，調節轉速為20rpm。物料隨後通過分配管道6，此區域溫度在270°C左右。在 紡絲室8中進行紡絲，紡絲組件7紡出的絲經冷卻風窗9風冷後，形成結晶初生長絲設定熱 空氣溫度為310°C。初生長絲被送到成網機10上進行鋪網，成網機10下方設有吸風系統 11，鋪好的纖維經自粘合或熱軋系統12加熱加壓熱軋，熱軋後形成的纖維材料冷卻後送入 收卷機13收卷獲得纖維材料產品。將製得的PEW/PP纖維吸附材料在純苯系物、水面苯系 物、水中苯系物和水中進行吸附量測試，其飽和吸附量見表4。由表1、4數據對比可得PEW/ PP = 7. 5%纖維吸附材料在純苯、純甲苯、純二甲苯中的飽和吸附量分別為PP纖維吸附材 料的1. 29,1. 35,1. 40倍；PEW/PP = 7. 5%纖維吸附材料在水面苯、水面甲苯、水面二甲苯的 飽和吸附量分別為PP纖維吸附材料的1. 31、1. 31、1. 32倍；PEW/PP = 7. 5%纖維吸附材料 在水中苯、水中甲苯、水中二甲苯的飽和吸附量分別為PP纖維吸附材料的2. 40,2. 58,3. 25 倍；PEW/PP = 7. 5%纖維吸附材料在水中的飽和吸附量為PP纖維吸附材料的0. 48倍。表1 PP纖維吸附材料的飽和吸附量(g/g)
權利要求
1.一種用PEW表面修飾的PP纖維吸附材料的製備方法，其特徵在於包括以下步驟A)將PP、PEW及助劑放入粉碎機中粉碎、拌勻，然後設定雙螺杆擠出機的一區、二區、三 區、機頭的溫度，加入拌勻的原料，同時調節螺杆轉速，擠出熔體經牽引、水冷、切粒、乾燥後 得預混料；B)設定熔噴紡絲機的螺杆一區、二區、三區、計量泵區、流道區及模頭空氣加熱區的溫 度，同時開啟鼓風機並預定空氣壓強至預定值，將上述各區溫度加熱至設定值，保溫半小時 後開動主機，再將步驟A)中預混料加入熔噴紡絲機的進料口，並調整熔噴紡絲機的螺杆轉 速和計量泵轉速，熔體經過螺杆和計量泵送到噴絲板噴出，噴出的熔噴絲受到模頭兩側冷 卻風窗吹出的熱空氣的噴吹和牽伸作用形成了熔噴纖維，熔噴纖維噴到傳動的接收板上集 聚成網得到用PEW表面修飾的PP纖維吸附材料。
2.根據權利要求1所述的用PEW表面修飾的PP纖維吸附材料的製備方法，其特徵在於 所述的步驟A)中原料PEW與PP的重量比例為1 15%。
3.根據權利要求2所述的用PEW表面修飾的PP纖維吸附材料的製備方法，其特徵在於 所述的原料PEW中非晶態所佔比例> 40%。
4.根據權利要求2所述的用PEW表面修飾的PP纖維吸附材料的製備方法，其特徵在於 所述的原料PP的熔融流動速率> 1200g/10min。
5.根據權利要求1所述的用PEW表面修飾的PP纖維吸附材料的製備方法，其特徵在於 所述的步驟A)中助劑為抗氧劑4010、抗氧劑2264、阻燃劑十溴二苯醚、四溴雙酚A中的一 種或幾種的混合物，助劑的用量為原料總質量的0. 02%。
6.根據權利要求1所述的用PEW表面修飾的PP纖維吸附材料的製備方法，其特徵在於 所述的步驟A)中雙螺杆擠出機的溫度為一區140°C、二區145°C、三區150°C、機頭140°C， 螺杆轉速為140rpm。
7.根據權利要求1所述的用PEW表面修飾的PP纖維吸附材料的製備方法，其特徵在於 所述的步驟B)中熔噴紡絲機的螺杆一區、二區、三區的溫度分別為170°C、20(TC、23(rC，計 量泵溫度為230°C。
8.根據權利要求7所述的用PEW表面修飾的PP纖維吸附材料的製備方法，其特徵在於 所述的熔噴紡絲機的計量泵轉速為10-40rpm，且與之對應的螺杆轉速為20_60rpm。
9.根據權利要求1所述的用PEW表面修飾的PP纖維吸附材料的製備方法，其特徵在於 所述的步驟B)中的冷卻風窗的熱空氣溫度為300-320°C。
全文摘要
本發明公開了一種用PEW表面修飾的PP纖維吸附材料的製備方法，該方法製備的PEW表面修飾PP纖維吸附材料它對苯系物的吸附倍率高、對水中苯系物的吸附選擇性好。本發明的製備方法包括以下步驟A)將PP、PEW及助劑放入粉碎機中粉碎、拌勻，擠出熔體經牽引、水冷、切粒、乾燥後得預混料；B)再根據條件將步驟A)中預混料加入熔噴紡絲機的進料口，並調整熔噴紡絲機的螺杆轉速和計量泵轉速，熔體經過螺杆和計量泵送到噴絲板噴出，噴出的熔噴絲受到模頭兩側冷卻風窗吹出的熱空氣的噴吹和牽伸作用形成了熔噴纖維，熔噴纖維噴到傳動的接收板上集聚成網得到用PEW表面修飾的PP纖維吸附材料。
文檔編號B01J20/30GK102094296SQ20101058114
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月9日 優先權日2010年12月9日
發明者劉玉東, 朱愛根, 楊浦冬, 梁海霞, 範海兵, 陳歧國, 魏無際, 黃健 申請人:南京工業大學