[發明專利]可吸附多環芳烴的苯乙烯基樹脂微納米纖維氈及其制備方法

有效

• 申請號: 201810022706.6
• 申請日: 2018-01-10
• 公開（公告）號: CN108311119B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 浦鴻汀;陳威涯;劉心怡
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;C02F1/28;C02F101/32
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

1.一種可吸附多環芳烴的苯乙烯基樹脂微納米纖維氈的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

（一）首先，采用由兩臺擠出機、兩個熔體泵、共擠出匯流器及分層疊加單元、纖維切割模具組成的微納層共擠出裝置，將苯乙烯基樹脂與作為分隔層的聚合物樹脂分別通過兩臺擠出機進行熔融擠出，制備兩種聚合物樹脂交替層結構纖維；

（二）然后，剝離交替層結構纖維中的分隔聚合物樹脂，得到尺寸均勻的微米至納米級苯乙烯基聚合物纖維；

（三）然后，在濾膜上沉積制備具有多孔結構的苯乙烯基樹脂微納米纖維氈；

苯乙烯基樹脂微納米纖維氈的比表面積、孔結構以及纖維氈厚度由制備過程中的分層疊加單元的數目、牽引速率、微納米纖維用量來控制；

其中，原料組分以質量數計為：

苯乙烯基聚合物樹脂 100份，

分隔聚合物樹脂 50-200份；

具體操作流程為：

第一步：制備兩種聚合物樹脂交替層結構纖維的操作流程為：

將苯乙烯基樹脂和分隔聚合物樹脂分別通過兩臺擠出機進行熔融擠出，再將熔融物料輸送至匯流器，并在此匯合，通過用分層疊加單元進行疊加切割的原理，在分層過程中層的結構經歷垂直切割分成二料流、水平展開及重新合并,從而使層的數量增倍，經過n個分層疊加單元將形成2ⁿ⁺¹共擠層，并經過纖維模具切割以及收卷裝置得到單層厚度微納米級的苯乙烯基樹脂和分隔聚合物樹脂交替層結構纖維；其中，通過調節擠出機螺桿轉速來得到不同體積比的交替層纖維；

第二步：剝離交替層結構纖維中的分隔聚合物樹脂的操作流程為：

兩種方法：

（1）.將得到的聚合物樹脂交替結構纖維進行高速攪拌，轉速為800-1000r/min，并超聲分散20-24h，用有機溶劑將非水溶性的分隔聚合物樹脂進行選擇性溶解分離，或用水將水溶性分隔聚合物樹脂進行溶解分離，得到尺寸均勻可控的微納米級苯乙烯基樹脂纖維；

（2）.將得到的聚合物樹脂交替結構纖維用高壓水槍沖洗，壓力為5-10MPa，時間20-40min，從而將水溶性樹脂進行分離，得到尺寸均勻可控的微納米級苯乙烯基樹脂纖維；

第三步：在濾膜上沉積制備具有多孔結構的苯乙烯基樹脂微納米纖維氈的操作流程為：

將經過分離工序除去分隔聚合物樹脂后得到的苯乙烯基樹脂纖維按質量范圍0.5g-20g沉積于濾膜上，按分離時所用溶劑的不同于40-80℃干燥24-48h，得到厚度范圍為1mm-3mm的苯乙烯基樹脂微納米纖維氈；

其中，分隔聚合物樹脂與苯乙烯基聚合物樹脂相比，在水或有機溶劑中具有完全不同的溶解性；所述的苯乙烯基聚合物樹脂選自聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和聚苯乙烯復合樹脂中任一種；所述的分隔聚合物樹脂選自聚環氧乙烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙二醇和聚乙烯醇中任一種；

所述的苯乙烯基聚合物微納米纖維的尺寸為50nm-50μm；

所述的濾膜為銅質濾膜或者不銹鋼質濾膜。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的擠出機熔融擠出苯乙烯基聚合物樹脂和分隔聚合物樹脂的各段加工溫度按照對應樹脂的常規擠出加工各段溫度條件來設置。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的共擠出匯流器是一種雙流道模具，連接兩臺擠出機并會匯集疊加進入分層疊加單元，該共擠出匯流器自帶加熱裝置。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的分層疊加單元是一種雙扭轉流道模具，并帶加熱裝置，采用一系列分層單元串聯來調節纖維中單層厚度，從而得到2ⁿ⁺¹交替層的結構，再經過纖維模具切割得到交替層結構纖維，并通過滾筒收卷裝置的拉伸，制備尺寸均勻可控的纖維。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的共擠出匯流器和分層疊加單元的溫度設置采用苯乙烯基聚合物樹脂和分隔聚合物樹脂擠出機口模溫度的較高者或比照此溫度上浮或下浮10-20℃。