聚丙烯聚乙烯蜡纤维的制备及吸附性能研究

聚丙烯聚乙烯蜡纤维的制备及吸附性能研究

在运输和储存过程中，苯系统泄漏经常发生。目前，用一般熔喷法制备的聚吡咯纤维纤维材料暂时释放苯系物。本研究通过PP与PEW共混改性的方法,将含有大量非晶态的PEW均匀混合于PP树脂中,再纺丝成PP共混PEW纤维吸附材料,在一定的纺丝工艺下,考察了PEW用量对孔隙率的影响,进而对纯苯系物(苯、甲苯、二甲苯),水面苯系物,水中苯系物吸附倍率的影响。1实验部分1.1pew熔喷纤维、双螺杆挤出机和二甲苯PP熔喷专用料(MFR=1500g/10min),上海伊士通新材料有限公司;PEW,建德市华辰化工有限公司;苯、甲苯、二甲苯均为市售;双螺杆挤出机(TE-20型(φ=20mm,L/D=36)),江苏科亚集团;熔喷纤维试验机,自购;油浓度分析仪(ET1200),上海欧陆科仪有限公司。1.2双螺杆超细搅拌预共混粒料的制备将一定配比的PP、PEW及助剂抗氧剂4010预先混合均匀,通过双螺杆挤出机进行挤出,双螺杆一区、二区、三区和机头的温度为160~170℃。挤出熔体经牵引、水冷、切粒、干燥后得预共混粒料;将共混粒料加入熔喷纺丝机,设定并调整熔喷纺丝机的螺杆温度、热空气温度、螺杆转速、计量泵转速和接收距离等工艺参数,得PP共混PEW纤维吸附材料。1.3纤维空腔率由pp-pew测量裁取一定面积S,厚度h的均匀共混纤维材料,称重W1.4pp-pew纤维纤维对苯系物的吸附1.4.1纯苯系物吸附密度的测定称取2g左右PP/PEW纤维吸附材料,称重W1.4.2水面和水中苯系物吸附性能的测定称取2g左右PP/PEW纤维吸附材料,称重W测试完成后,去除水表面残留苯系物,称取2g左右PP/PEW纤维吸附材料,称重W2结果与讨论2.1不同隙率下叶片隙率的变化PP/PEW纤维的孔隙率同样跟纺丝机热空气温度、接收距离等工艺条件有关,在一定的纺丝工艺条件下,PEW含量对PP/PEW纤维孔隙率的影响如图1。由图1可知,随着PP中PEW含量的增加,PP/PEW纤维孔隙率增加。因为加入PEW后,在纺丝过程中物料的熔体粘度下降,流动性提高,形成的丝条直径较小,并丝的概率小,从而测得的孔隙率也变大。另外,出现了孔隙率大于100%的现象,这是因为干态下测定样品的厚度与吸附正丁醇后(湿态)的厚度不同,湿态时,样品的毛细孔充分胀开,湿态体积大于干态体积,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响图2是不同PEW含量的PP/PEW纤维在吸附10min时对纯苯系物吸附倍率的影响。由图2可见,PP/PEW纤维对苯系物的吸附倍率随着PEW含量的增加先增大后减小,一方面,由于PEW的非晶态部分表面能低,在熔融喷丝过程中容易会迁移到PP纤维表面2.3吸附倍率的影响图3是不同PEW含量的PP/PEW纤维在吸附10min时对水面苯系物吸附倍率的影响。如图3所示,PP/PEW纤维对水面苯系物的吸附倍率随着PEW含量的增加变化规律与吸附纯苯系物相似,但同样PEW含量下吸附倍率较吸附纯苯系物小,这主要是PP/PEW纤维密度介于水与苯系物之间(ρ2.4pp纤维疏水图4是不同PEW含量的PP/PEW纤维在吸附60min时对水中苯系物吸附倍率的影响。如图4所示,随着PP中PEW含量的增加,PP/PEW纤维对水中苯系物的吸附倍率迅速增大而后趋于缓和。因PP纤维疏水,使得其对水中的溶解度较小苯系物吸附倍率很低,。而PEW的加入,增加了熔体纺丝时的流动性,纤维的直径变细,比表面积增大,迁移到表面的PEW对水中苯系物吸附起到确定性作用,由图4可知,在PEW含量为PP的12.5%时,吸附倍率并没有因为孔隙率太大的缘故而下降,所以在不影响纺丝的条件下,可适当增加PEW的含量。此时对苯、甲苯、二甲苯的吸附倍率分别为0.458g/g,0.442g/g,0.439g/g,是PP纤维吸附苯系物吸附倍率的3倍左右,大幅度提升了纤维对水中苯系物的吸附倍率。3不同配比pp/pew纤维的纤维对纯苯系物、水面苯系物的吸附倍率的影响(1)PEW的加入,纤维的孔隙率增大,可以增加纤维对苯系物的吸附倍率,与PP纤维相比,在PEW添加量为PP的10%时