紫外光照射引發(fā)陽離子單體接枝丙綸無紡布及其吸附行為研究.pdf

1、聚丙烯無紡布具有力學(xué)強度高、孔隙率大，來源廣泛、價格低廉等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于服裝、醫(yī)療衛(wèi)生和空氣過濾等領(lǐng)域。但由于丙綸大分子鏈結(jié)構(gòu)規(guī)整、結(jié)晶度高、缺乏極性基團、表觀孔徑偏大，無法直接應(yīng)用于染料廢水的過濾分離處理。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國印染廢水排放量約為3-4×106m3/d，其中COD濃度高達2000mg/L。因此，印染廢水的綜合治理已成為一個急需解決的問題。本論文利用紫外照射引發(fā)技術(shù)，將兩種陽離子單體，甲基丙烯酰丙基三甲基氯化銨（MAPTA

2、C）和二甲基二烯丙基氯化銨（DMDAAC）進行自由基聚合接枝到丙綸纖維表面，賦予丙綸無紡布對酸性染料吸附分離功能，并對模擬染料廢水進行吸附分離處理。采用紅外光譜儀、熱失重分析儀和掃描電鏡等測試手段分別探討接枝物組成、微觀結(jié)構(gòu)與形態(tài)，使用電子萬能試驗機分析了接枝改性無紡布的力學(xué)性能，考察了接枝無紡布透水性，使用紫外可見光分光光度計評價改性無紡布對弱酸性紅GN水溶液的吸附分離作用。
　　得出如下重要結(jié)論；
　　（1）采用紫外光引

3、發(fā)和溶液自由基聚合接枝的方法，將陽離子單體成功地接枝到丙綸纖維表面。最佳接枝工藝條件是單體濃度30%-40%，光敏劑濃度1.0%，交聯(lián)劑濃度為2.7%，吐溫濃度為1.5%，光照時間為30min，接枝率在100%左右。
　　（2）采用水/丙酮混合溶劑時，丙酮含量較少時，引發(fā)劑和交聯(lián)劑溶解效果不好、接枝率較低；丙酮含量較高時，接枝過程中容易出現(xiàn)凝膠。采用水/乙醇混合溶劑時，引發(fā)劑和交聯(lián)劑溶解效果好，接枝率高且不易產(chǎn)生凝膠。
　　

4、（3）接枝改性后無紡布的親水性大大提高，最大吸水率可達130%。接枝丙綸無紡布初始熱失重溫度降低，但接枝改性過程未造成PP主鏈明顯降解，改性無紡布拉伸斷裂強力下降40%左右。
　?。?）隨著接枝率的增加，MAPTAC改性接枝布的水通量急劇下降。當(dāng)接枝率為89.6%和壓力為0.02MPa時，接枝布的純水通量降為500L/m2h。過濾壓力增加，純水通量上升。當(dāng)過濾溶液由酸性變換到堿性時，接枝布水通量降低。但高接枝率時，接枝布水通量與水

5、溶液酸堿性關(guān)系不大。溶液中存在高濃度強電解質(zhì)時，接枝布水通量的水通量與中性水溶液類似。
　?。?）接枝改性布對陰離子染料有良好的吸附性能。染料溶液的溫度升高，接枝布接枝率增加，染料濃度增大，都有利于染料吸附，去除率增大。對于接枝率為89%的織物，當(dāng)吸附溫度為50℃時，40min時的去除率已達到92%，吸附120min左右基本達到平衡，去除率為99%。對濃度為100mg/L的弱酸性紅GN染料的去除率均大于99%。
　?。?）靜

6、態(tài)吸附時，等溫平衡吸附遵循 Freundlich方程；動態(tài)吸附過程遵循Lagergren準二級動力學(xué)方程。動態(tài)吸附時，對10mg/L弱酸性紅GN染料模擬廢水的吸附分離處理時，總量高達3500 ml染料廢水的去除率近似100%。
　　（7）吸附染料的改性織物可用陽離子表面活性劑/有機溶劑、去離子水超聲波解吸。重復(fù)吸附10次，每次吸附率仍達99%以上，說明改性后的織物可以重復(fù)使用。
　　（8）當(dāng)DMDAAC濃度為40%，光敏劑1

7、.0%，交聯(lián)劑2.7%，光照30 min，接枝率可達45%。當(dāng)V(DMDAAC):V(MAPTAC)體積比為1:1時，接枝率可達到92.6%。當(dāng)純DMDAAC接枝率為35%，20 mg/L染料廢水的去除率為45%。而當(dāng)DMDAAC:MAPTAC體積比為3:1時，接枝率為60%，20mg/L染料廢水去除率接近70%。
　　本論文的特色與創(chuàng)新之處在于：
　　（1）用紫外光引發(fā)自由基聚合的方法，成功地將陽離子單體（MAPTAC和D

8、MDAAC）接枝到聚丙烯無紡布表面，制備出的接枝改性布對陰離子染料有優(yōu)異的過濾吸附分離功能（已申請國家發(fā)明專利）。
　?。?）當(dāng)接枝改性丙綸無紡布的接枝率為89.6%、過濾壓力為0.02 MPa時， PP-g-MAPTAC接枝布的純水通量為500 L/m2h，而酚酞基聚芳醚酮超濾膜((PEK-C)在0.4 MPa壓力下純水透過通量為220 L/m2h。即接枝改性無紡布水通量一般大于超濾膜的水通量。本實驗制得的PP-g-MAPTAC