熔體靜電紡絲超細(xì)纖維及溢油處理應(yīng)用研究.pdf

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天然的、無機礦物的以及人工合成的吸油材料。有機合成吸油材料中熔噴法制備的聚丙烯纖維已實現(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，機械性能差，吸油倍率低，難以應(yīng)對規(guī)模巨大的海洋溢油事故。利用熔體微分靜電紡絲設(shè)備，通過調(diào)節(jié)工藝條件分別制備出微納多級結(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％。通過二氧化硅共混法和稀鹽酸刻蝕法制備出微納多級結(jié)構(gòu)聚丙烯超細(xì)纖維。纖維對水的接觸角測試發(fā)現(xiàn)電壓、溫度等工藝與纖維接觸角無明顯關(guān)系，而兩種微納多級結(jié)構(gòu)聚丙烯纖維對水的接觸角分別為156°和152°。溢油回收性能測試表明，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。吸油過程動力學(xué)研究表明，微納纖維樣本吸油遵循Lagergren二級吸附動力學(xué)模型;吸油過程熱力學(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)吸附為輔的過程;吸附過程是自發(fā)不可逆的，隨著溫度的升高，吸油倍率降低;同時纖維吸油是一個熵變減少過程。
　　對于聚乳酸纖維，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％時得到最細(xì)纖維870 nm，8％超支化聚合物H201時得到最細(xì)纖維896 nm，8％蔗糖脂肪酸酯時得到最細(xì)纖維1.36μm。纖維對水的接觸角測試發(fā)現(xiàn)隨著纖維直徑的下降，接觸角呈現(xiàn)增大的趨勢。溢油回收性能測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