專利名稱：一種聚苯乙烯超細纖維吸油材料及其制備和應用的制作方法
技術領域：
本發明屬于吸油材料及其制備和應用領域，具體涉及一種聚苯乙烯超細纖維吸油 材料及其制備和應用。
背景技術：
隨著世界工業化的不斷發展，油污問題非常嚴重，特別是含油污水，廢棄液體以及 油船，油罐漏油事故增加而造成河流，海洋的污染，對人類環境及生活構成極大的威脅。采 用吸油材料對油污進行治理是最經濟有效的方法之一。其中高分子吸油樹脂材料是國內外 研究的重點之一。高吸油樹脂具有吸油種類多、吸油量大、油水選擇性好等優點。根據聚合 單體的不同，高吸油性樹脂的合成基本可分為三類(1)以甲基丙烯酸烷基酯或烷基苯乙 稀單體經交聯懸浮聚合制得的聚合物；(2)用帶有乙稀基的單體通過交聯共聚合制得的共 聚物，如醋酸乙烯-氯乙烯共聚物，烷基苯乙稀-丙烯酸烷基酯共聚物等(3)以甲基丙烯酸 烷基酯、苯乙烯等單體與天然纖維素等接枝共聚合制得接枝共聚物。目前的高分子吸油樹 脂大多為塊狀或顆粒狀，這類材料存在吸油速度慢、吸油倍率低、不利于回收等問題，應用 受到一定的限制。與塊狀或顆粒狀材料相比，纖維狀吸油材料具有吸油速度快、吸收面積 大、易回收等優點。中國專利CN1255586C和CN101220528A以甲基丙烯酸酯為單體制備高 分子樹脂，然后通過濕法紡絲、干法紡絲、凍膠紡絲中的一種工藝紡絲，再通過交聯處理得 到吸油纖維。但該工藝較復雜、所得纖維的直徑較粗，吸油性能還有待于進一步提高。靜電紡絲是目前制備超細纖維最簡便、直接的方法，所制備纖維的直徑一般在數 十到幾千納米。而傳統的熔融紡絲、干法紡絲、濕法紡絲方法所制備纖維的直徑一般在幾 十到幾百微米。另外，靜電紡絲還具有能耗小、溶劑可回收等優點。通過靜電紡絲制備的 纖維材料具有更大的比表面積和空隙率，因此具有更高的吸附能力。聚苯乙烯是一種常用 的高分子材料，具有親油疏水特性。常用于制造容器、包裝材料、泡沫塑料等。中國專利 CN1743518A, CN101260571A, CN101165083A 及文獻(Macromolecules 2004，37，573-578 ； Packag.Technol. Sci. 2005，18,331-335 ；Polym Int.2004,53,1851-1859 ；Polymer 2008，49，5336-5343 ；Macromolecular Research，2008，16，163-168 ;J.Colloid Interf Sci. 2006，302，267-271 ；Korean J. Chem. Eng.，2005，22，783-788 ；Express Polymer Letters 2010,4,2-8 ；Colloids Surfaces A，2008，313，411-414)報道了用靜電紡絲法制 備聚苯乙烯纖維薄膜。但大多數集中在聚苯乙烯纖維的制備工藝參數，沒有涉及把聚苯乙 烯超細纖維用于吸油材料。發明目的和內容針對現有技術的不足，本發明要解決的技術問題之一是提供一種聚苯乙烯超細 纖維吸油材料，其形式可以是吸油片、吸油毯、吸油氈、吸油棉。所述的超細纖維的直徑為 100nm 3000nm。所述的聚苯乙烯的重均分子量為10萬 40萬。本發明要解決的技術問題之二是提供一種聚苯乙烯超細纖維吸油材料的制備方 法，采用靜電紡絲法，具體包括下列步驟
(1)紡絲溶液制備將聚苯乙烯溶于有機溶劑中，攪拌均勻后得到聚合物紡絲溶 液；(2)靜電紡絲控制靜電紡絲的電壓為1 50干伏，紡絲頭與收集裝置之間的距 離為5 30厘米，利用靜電紡絲法將該紡絲溶液制備成聚苯乙烯超細纖維構成的吸油材 料；其形式可以是吸油片、吸油毯、吸油氈、吸油棉中的一種。所述的配制紡絲溶液的溶劑為四氫呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、甲苯、二 甲苯、氯仿中的一種或他們的混合物，其中有機溶劑與聚苯乙烯的質量比為1 30 1 ；本發明的目的還在于提供聚苯乙烯超細纖維吸油材料的用途。所述的吸油材料可 應用于海上或水面溢油的處理、含油廢水的處理、石油化工污染控制、過濾材料、廚房油污 凈化、港口及碼頭污染治理、汽車維修油污清理領域。與現有技術相比，本發明采用廉價的聚苯乙烯為原料，通過靜電紡絲法制備聚苯 乙烯超細纖維吸油材料。本發明的吸油材料具有吸油倍率高、油水選擇性好、成本低等優 點；本發明所采用的工藝具有設備簡單、能耗低、工藝周期短、易于工業化等特點。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些事實例僅用于說明本發明 而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講述的內容之后，本領域技術人 員可以對本發明做各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所述權利要求書所限定 的范圍。實施例1(1)紡絲液的配置將3g聚苯乙烯(重均分子量15萬)溶于10g N，N_ 二甲基甲 酰胺中，攪拌均勻后得到聚合物紡絲溶液。(2)吸油材料制備將上述紡絲溶液加入到靜電紡絲設備的儲液器中，紡絲頭與 收集裝置之間的距離設為20厘米。開啟高壓電源，紡絲電壓設為18千伏，紡絲30分鐘制 得片狀聚苯乙烯超細纖維吸油材料，其中纖維的直徑為800nm lOOOnm。實施例2(1)紡絲液的配置將lg聚苯乙烯(重均分子量30萬)溶于10g四氫呋喃中，攪 拌均勻后得到聚合物紡絲溶液；(2)吸油材料制備將上述紡絲溶液加入到靜電紡絲設備的儲液器中，紡絲頭與 收集裝置之間的距離設為為15厘米。開啟高壓電源，紡絲電壓設為25千伏，紡絲3分鐘制 得棉狀聚苯乙烯超細纖維吸油材料，其中纖維的直徑為500nm 800nm。實施例3(1)紡絲液的配置將2g聚苯乙烯(重均分子量20萬)溶于10g甲苯中，攪拌均 勻后得到聚合物紡絲溶液；(2)吸油材料制備將上述紡絲溶液加入到靜電紡絲設備的儲液器中，紡絲頭與 收集裝置之間的距離設為為10厘米。開啟高壓電源，紡絲電壓設為15千伏，紡絲60分鐘 制得氈狀聚苯乙烯超細纖維吸油材料，其中纖維的直徑為300nm 500nm。實施例4(1)紡絲液的配置將2. 5g聚苯乙烯(重均分子量20萬)溶于5g N, N_ 二甲基甲酰胺和5g四氫呋喃混合液中，攪拌均勻后得到聚合物紡絲溶液；
(2)吸油材料制備將上述紡絲溶液加入到靜電紡絲設備的儲液器中，紡絲頭與 收集裝置之間的距離設為為15厘米。開啟高壓電源，紡絲電壓設為13千伏，紡絲90分鐘 制得毯狀聚苯乙烯超細纖維吸油材料，其中纖維的直徑為lOOOnm 1200nm。
權利要求
一種聚苯乙烯超細纖維吸油材料，其特征在于該吸油材料是由聚苯乙烯超細纖維構成的吸油片、吸油毯、吸油氈、吸油棉，其中，聚苯乙烯超細纖維的直徑為100～3000nm，聚苯乙烯的重均分子量為10～40萬。
2.根據權利要求1所述的聚苯乙烯超細纖維吸油材料的制備方法，其特征在于該吸 油材料采用靜電紡絲法制備，包括下列步驟(1)紡絲溶液制備將聚苯乙烯溶于有機溶劑中，攪拌均勻后得到聚合物紡絲溶液；(2)靜電紡絲控制靜電紡絲的電壓為1 50干伏，紡絲頭與收集裝置之間的距離為 5 30厘米，利用靜電紡絲法將該聚合物紡絲溶液制備成聚苯乙烯超細纖維構成的吸油材 料，其形式可以是吸油片、吸油毯、吸油氈、吸油棉。
3.根據權利要求2所述的聚苯乙烯超細纖維吸油材料的制備方法，其特征在于所述 的配制紡絲溶液用的有機溶劑為四氫呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、甲苯、二甲苯、氯 仿中的一種或其混合物，有機溶劑與聚苯乙烯的質量比為1 30 1。
4.根據權利要求1所述的聚苯乙烯超細纖維吸油材料，其特征在于該吸油材料用于 海上或水面溢油的處理、含油廢水的處理、石油化工污染控制、過濾材料、廚房油污凈化、港 口及碼頭污染治理、汽車維修油污清理領域。
全文摘要
本發明涉及一種聚苯乙烯超細纖維的吸油材料及其制備和應用。該吸油材料是由聚苯乙烯超細纖維構成的吸油片、吸油毯、吸油氈、吸油棉，采用靜電紡絲法制備，首先將聚苯乙烯溶于有機溶劑中得到紡絲溶液，然后利用靜電紡絲設備制得聚苯乙烯超細纖維的吸油材料。該吸油材料可用于海上或水面溢油的處理、含油廢水的處理、石油化工污染控制、過濾材料、廚房油污凈化、港口及碼頭污染治理、汽車維修油污清理領域。
文檔編號D01D1/02GK101864275SQ20101019791
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月1日 優先權日2010年6月1日
發明者吳大雄, 張燦英, 朱海濤, 藺玉勝, 邱姍姍, 高陽 申請人:青島科技大學