[發明專利]一種纖維狀高分子吸附材料的制備方法

有效

• 申請號: 201310276844.4
• 申請日: 2013-07-03
• 公開（公告）號: CN103301818A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 路建美
• 申請（專利權）人: 蘇州天立藍環?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;D01F6/36;D01F11/06;C08F289/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

技術領域

本發明涉及一種吸附材料的制造技術，具體涉及一種纖維狀高分子吸附材料的制備方法，屬于高分子材料制備領域。

背景技術

隨著工業化的發展，全球環境污染問題日趨嚴重，其中，有機廢液比如苯類、煤油以及汽油等不溶于水或難溶于水的油性低分子液態有機物、因各種事故泄漏的機油、原油，造成的河流、海洋等水資源污染問題亟待遏制和解決。高吸油材料在解決有機廢液方面問題具有回收的有機液體有可能進行再次利用的優點，有效地節約了資源，提高了資源的利用率。因此，大力開發高吸油材料是當今研究熱點。

具有化學交聯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途徑。高吸油樹脂是一類親油單體作為基本單體的低交聯度聚合物，吸油機理類似高吸水性樹脂的吸水機理。但是由于樹脂形狀的局限性，使高吸油樹脂在應用領域方面受到了極大限制。

纖維具有比表面積大，可根據需要加工制成各種形狀的產品等優點，制備成吸附材料后其應用領域可被大大拓寬，可在有機液體污染治理領域發揮更為積極的作用。目前常用的吸附纖維主要包括：活性炭纖維、將傳統纖維材料制成的中孔吸附纖維等。

但是，現有技術中的纖維吸附材料對污染物基本是以物理的“粘”為主，這導致了其吸附容量小，吸附達飽和時間慢的缺點，而無法滿足工程化應用的要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種纖維狀高分子吸附材料的制備方法，由此制備的吸附材料具有吸附速度快、吸附容量大、強度好和可重復使用的特點。?

本發明的總體思路為先將低分子量線性聚合物熔噴紡絲、后交聯和致孔得到纖維狀高分子吸附材料，并通過加入交聯劑和致孔劑調節纖維的結構。

為達到上述發明目的，本發明采用的技術方案是：

一種纖維狀高分子吸附材料的制備方法，包括以下步驟：首先將分子量為1.5～2萬的線性聚合物經過熔噴紡絲的方法制備成絲；然后將絲通過裝有交聯劑以及致孔劑的槽；最后經過較低溫度下的交聯和致孔，得到直徑為4～6微米的纖維，即為所述的纖維狀高分子吸附材料；

其中，交聯劑的用量為聚合物質量的1～3%；致孔劑的用量為聚合物質量的1%；所述熱處理時的溫度為130～150℃，時間為25～35秒；

所述交聯劑為二丙烯酸酯類化合物，其結構式如J1、J2或者J3所示：

；

所述致孔劑為改性石蠟，由固體石蠟通過以下步驟制備得到：將固體石蠟和濃度為1～100mg/ml的分散劑水溶液混合，于60～100℃下攪拌均勻后滴加丙烯酸酯單體和過氧化苯甲酰，進行聚合反應2.5～4小時，最后快速倒入水中，得到固體顆粒即為改性石蠟；

所述分散劑為明膠和羥乙基纖維素，其中明膠和羥乙基纖維素的質量比例為1∶2；所述過氧化苯甲酰為丙烯酸酯單體質量的1%～3%。

上述技術方案中，線性聚合物為甲基丙烯酸長鏈酯、甲基丙烯酸烷基酯、9-(12-((4-乙烯基芐基)氧)十二烷基)稠環芳烴或12-(稠環芳烴-9-基)十二烷基乙酸酯中的一種；所述甲基丙烯酸長鏈酯中，長鏈為C6-C18的直鏈烷基；甲基丙烯酸烷基酯中烷基為C1-C6的直鏈烴；所述稠環芳烴為苯、萘、蒽或蔥。

優選的技術方案中，線性聚合物熔點為150℃。

上述技術方案中，交聯劑為液體，致孔劑在熱處理溫度下直接能融化；熔噴紡絲亦為常規技術。

上述方案中的交聯工藝和交聯劑很重要。因為用于紡絲的聚合物的熔點必須低于分解溫度，而且聚合物必須是線性的，分子量及其分布不能太寬，否則不能滿足熔體紡絲的條件。但在實際應用中，若將此類材料直接吸附有機物時易溶解于有機物中，因此必須進行交聯，本發明的先紡絲后交聯技術很好的解決了這個技術難點，既保證了聚合物能滿足紡絲的要求，又保證了最終得到的纖維具有一定的強度。

本發明通過致孔劑可以使纖維具有多孔結構，有效增加比表面積，親油性基團不僅存在于纖維表面，也大量存在于微孔中，加快纖維吸附速度并進一步提高吸附容量；致孔劑的添加量對其成孔率影響很大，進而影響纖維的強度、柔韌性以及吸附容量等性能。