[發(fā)明專利]一種有機液體吸附纖維的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110228652.7
• 申請日: 2011-08-10
• 公開（公告）號: CN102383212A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發(fā)明（設計）人: 徐乃庫;肖長發(fā);趙健;馬艷霞;安樹林
• 申請（專利權）人: 天津工業(yè)大學
• 主分類號: D01F6/16
• 分類號: D01F6/16;D01F6/36;C08J3/24;B01J20/06;B01J20/28;B01J20/30;D01D5/08;D01D5/14;D01D1/04;D01D10/02
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 李濟群

技術領域

本發(fā)明涉及一種功能纖維制備技術，具體為一種有機液體吸附纖維的制造方法。該制造方法綜合并同時利用了反應擠出和熔融紡絲方法。

背景技術

隨著工業(yè)迅速發(fā)展和人民生活水平日益提高，全球環(huán)境污染問題日趨嚴重。其中，有機液體(包括鹵化物、苯類、煤油以及汽油等不溶于水或難溶于水的油性低分子液態(tài)有機物)及其污水、廢棄液以及因各種事故如油船或儲罐泄漏造成的河流、海洋等水資源污染問題亟待遏制和解決。

具有化學交聯(lián)結構和可有效選擇吸附有機液體的粒狀合成吸油樹脂，為治理有機液體污染問題提供了新的途徑。合成吸油樹脂中甲基丙烯酸酯系聚合物是研究與開發(fā)的熱點，其通過大分子鏈上親油基與有機液體的溶劑化作用而吸收有機液體，吸收的有機液體被握持在三維網(wǎng)狀交聯(lián)結構中，因此，其具有吸附倍率高、有機液體水選擇性好、握持有機液體分子能力強等特點。但是目前對聚甲基丙烯酸酯吸油材料的研究多集中于粒狀樹脂方面，形狀的局限性已經(jīng)限制了其在某些領域的應用。與粒狀聚甲基丙烯酸酯樹脂相比，甲基丙烯酸酯系聚合物纖維又具有自身的優(yōu)勢：①纖細、柔軟、比表面積大、吸油速率快、回收處理方便、可根據(jù)需要通過紡織或非織造加工制成各種形態(tài)的制品等；②調(diào)整制備工藝，可紡制具有不同超分子結構(如纖維軸向大分子取向度、纖維大分子側基的序態(tài)分布)和形態(tài)結構(如賦予纖維特殊的微孔結構)的纖維，在保障纖維具有較好力學性能基礎上，可有效增大纖維的吸附面積，因此，甲基丙烯酸酯系聚合物纖維的應用領域可被大大拓寬，可在有機液體污染治理等領域發(fā)揮更為積極的作用。為將纖維的上述優(yōu)點遷移運用到聚甲基丙烯酸酯吸油材料領域，部分研究人員開始嘗試將粒狀聚甲基丙烯酸酯吸油樹脂紡制成纖維材料，但由于合成粒狀聚甲基丙烯酸酯樹脂時需要在聚合過程中加入化學交聯(lián)劑如二甲基丙烯酸乙二醇酯、二乙烯基苯等，最終得到的是不溶不熔性樹脂。該類樹脂不能通過溶液或熔融紡絲成形工藝制備纖維。除申請人公開的關于含三維網(wǎng)狀交聯(lián)結構對有機液體具有吸附功能的甲基丙烯酸酯系聚合物纖維的研發(fā)文獻以外，尚未見其他相關文獻報道。最初，申請人采用半互穿聚合物網(wǎng)絡技術及干濕法紡絲技術制備聚甲基丙烯酸酯有機液體吸附纖維，其對氯仿、甲苯、煤油等有機液體的最大吸附量分別可達34g/g、18g/g、8g/g左右(參見Feng?Y，Xiao?C?F，Research?on?Butyl?methacrylate-Lauryl?methacrylate?Copolymeric?Fibers?for?Oil?Absorbency，Journal?of?Applied?Polymer?Science，2006，101(3)：1248-1251，肖長發(fā)等，吸油纖維及其制造方法，ZL200410019338.8，)，但該工藝技術路線存在紡絲過程繁瑣、所得纖維強度低、易并絲、殘留有機溶劑易污染環(huán)境等缺點，其實際應用受到限制。其后，申請人采用懸浮聚合法合成了含物理交聯(lián)結構的甲基丙烯酸酯系共聚物(參見徐乃庫等，甲基丙烯酸正丁酯/甲基丙烯酸β羥乙酯共聚吸附功能纖維的制備及表征，高等學?；瘜W學報，2008，29(8)：1677-1683；徐乃庫等，雙螺桿凍膠紡絲法制備有機液體吸附功能纖維及其性能研究，高分子學報，2009，4：317-324；Naiku?Xu，Changfa?Xiao，Swelling?and?crystallization?behaviors?of?absorptive?functional?fiber?based?on?butyl?methacrylate/hydroxyethyl?methacrylate?copolymer，Journal?of?Materials?Science，2010，45(1)：98-105；肖長發(fā)等，一種吸油纖維的制造方法，ZL200710059780.7)，以物理交聯(lián)結構取代化學交聯(lián)結構優(yōu)勢在于：①這種物理交聯(lián)結構同樣可以賦予共聚物吸附、握持有機液體的能力；②這種物理交聯(lián)結構的可逆性又可使共聚物的紡絲可紡性得以改善，可采用凍膠紡絲技術制備相應的纖維。但進一步研究發(fā)現(xiàn)，當這種物理交聯(lián)結構相對不完善時，共聚物的紡絲可紡性較佳，但所得纖維吸收有機液體時會溶于有機液體；而交聯(lián)結構相對較完善時，共聚物的紡絲可紡性極度變差，所得纖維喪失了韌性，不具備紡織加工性，實用性不佳。