聚丙烯聚乙烯蠟纖維的制備及吸附性能研究

聚丙烯聚乙烯蠟纖維的制備及吸附性能研究

在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中，苯系統(tǒng)泄漏經(jīng)常發(fā)生。目前，用一般熔噴法制備的聚吡咯纖維纖維材料暫時(shí)釋放苯系物。本研究通過(guò)PP與PEW共混改性的方法,將含有大量非晶態(tài)的PEW均勻混合于PP樹(shù)脂中,再紡絲成PP共混PEW纖維吸附材料,在一定的紡絲工藝下,考察了PEW用量對(duì)孔隙率的影響,進(jìn)而對(duì)純苯系物(苯、甲苯、二甲苯),水面苯系物,水中苯系物吸附倍率的影響。1實(shí)驗(yàn)部分1.1pew熔噴纖維、雙螺桿擠出機(jī)和二甲苯PP熔噴專(zhuān)用料(MFR=1500g/10min),上海伊士通新材料有限公司;PEW,建德市華辰化工有限公司;苯、甲苯、二甲苯均為市售;雙螺桿擠出機(jī)(TE-20型(φ=20mm,L/D=36)),江蘇科亞集團(tuán);熔噴纖維試驗(yàn)機(jī),自購(gòu);油濃度分析儀(ET1200),上海歐陸科儀有限公司。1.2雙螺桿超細(xì)攪拌預(yù)共混粒料的制備將一定配比的PP、PEW及助劑抗氧劑4010預(yù)先混合均勻,通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出,雙螺桿一區(qū)、二區(qū)、三區(qū)和機(jī)頭的溫度為160~170℃。擠出熔體經(jīng)牽引、水冷、切粒、干燥后得預(yù)共混粒料;將共混粒料加入熔噴紡絲機(jī),設(shè)定并調(diào)整熔噴紡絲機(jī)的螺桿溫度、熱空氣溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、計(jì)量泵轉(zhuǎn)速和接收距離等工藝參數(shù),得PP共混PEW纖維吸附材料。1.3纖維空腔率由pp-pew測(cè)量裁取一定面積S,厚度h的均勻共混纖維材料,稱(chēng)重W1.4pp-pew纖維纖維對(duì)苯系物的吸附1.4.1純苯系物吸附密度的測(cè)定稱(chēng)取2g左右PP/PEW纖維吸附材料,稱(chēng)重W1.4.2水面和水中苯系物吸附性能的測(cè)定稱(chēng)取2g左右PP/PEW纖維吸附材料,稱(chēng)重W測(cè)試完成后,去除水表面殘留苯系物,稱(chēng)取2g左右PP/PEW纖維吸附材料,稱(chēng)重W2結(jié)果與討論2.1不同隙率下葉片隙率的變化PP/PEW纖維的孔隙率同樣跟紡絲機(jī)熱空氣溫度、接收距離等工藝條件有關(guān),在一定的紡絲工藝條件下,PEW含量對(duì)PP/PEW纖維孔隙率的影響如圖1。由圖1可知,隨著PP中PEW含量的增加,PP/PEW纖維孔隙率增加。因?yàn)榧尤隤EW后,在紡絲過(guò)程中物料的熔體粘度下降,流動(dòng)性提高,形成的絲條直徑較小,并絲的概率小,從而測(cè)得的孔隙率也變大。另外,出現(xiàn)了孔隙率大于100%的現(xiàn)象,這是因?yàn)楦蓱B(tài)下測(cè)定樣品的厚度與吸附正丁醇后(濕態(tài))的厚度不同,濕態(tài)時(shí),樣品的毛細(xì)孔充分脹開(kāi),濕態(tài)體積大于干態(tài)體積,因此孔隙率大于100%。2.2苯系物的吸附倍率和吸附倍率的影響圖2是不同PEW含量的PP/PEW纖維在吸附10min時(shí)對(duì)純苯系物吸附倍率的影響。由圖2可見(jiàn),PP/PEW纖維對(duì)苯系物的吸附倍率隨著PEW含量的增加先增大后減小,一方面,由于PEW的非晶態(tài)部分表面能低,在熔融噴絲過(guò)程中容易會(huì)遷移到PP纖維表面2.3吸附倍率的影響圖3是不同PEW含量的PP/PEW纖維在吸附10min時(shí)對(duì)水面苯系物吸附倍率的影響。如圖3所示,PP/PEW纖維對(duì)水面苯系物的吸附倍率隨著PEW含量的增加變化規(guī)律與吸附純苯系物相似,但同樣PEW含量下吸附倍率較吸附純苯系物小,這主要是PP/PEW纖維密度介于水與苯系物之間(ρ2.4pp纖維疏水圖4是不同PEW含量的PP/PEW纖維在吸附60min時(shí)對(duì)水中苯系物吸附倍率的影響。如圖4所示,隨著PP中PEW含量的增加,PP/PEW纖維對(duì)水中苯系物的吸附倍率迅速增大而后趨于緩和。因PP纖維疏水,使得其對(duì)水中的溶解度較小苯系物吸附倍率很低,。而PEW的加入,增加了熔體紡絲時(shí)的流動(dòng)性,纖維的直徑變細(xì),比表面積增大,遷移到表面的PEW對(duì)水中苯系物吸附起到確定性作用,由圖4可知,在PEW含量為PP的12.5%時(shí),吸附倍率并沒(méi)有因?yàn)榭紫堵侍蟮木壒识陆?所以在不影響紡絲的條件下,可適當(dāng)增加PEW的含量。此時(shí)對(duì)苯、甲苯、二甲苯的吸附倍率分別為0.458g/g,0.442g/g,0.439g/g,是PP纖維吸附苯系物吸附倍率的3倍左右,大幅度提升了纖維對(duì)水中苯系物的吸附倍率。3不同配比pp/pew纖維的纖維對(duì)純苯系物、水面苯系物的吸附倍率的影響(1)PEW的加入,纖維的孔隙率增大,可以增加纖維對(duì)苯系物的吸附倍率,與PP纖維相比,在PEW添加量為PP的10%時(shí)