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以聚丙烯(PP)纤维为基体,采用60Coγ射线辐射方法,在氮气氛条件下进行共辐射聚合反应,分别接枝了丙烯酸十二酯和丙烯酸丁酯,制得了聚丙烯吸油纤维。对接枝后的PP纤维进行红外(IR),扫描电镜(SEM),热重(TG)、差示扫描量热法(DSC)等测试表征,结果表明丙烯酸十二酯和丙烯酸丁酯均已接枝到PP基体上。讨论了单体浓度和交联剂浓度对接枝率的影响,结果表明,接枝率随着单体和交联剂浓度的提高均为先增大后减小。丙烯酸丁酯接枝聚丙烯纤维(PP-g-BA)的最大接枝率为20.53%,丙烯酸十二酯接枝聚丙烯纤维(PP-g-LA)的最大接枝率为29.90%。利用接枝后的纤维进行吸油实验,结果表明,其吸油倍率随着交联剂浓度以及接枝率的提高先增大后减小,接枝丙烯酸十二酯的纤维对甲苯的吸附倍率最高达到16.23g/g,接枝丙烯酸丁酯的纤维对甲苯的吸附倍率最高达到19.74g/g,丙烯酸丁酯接枝聚丙烯后的纤维对煤油的最高吸附倍率达到18.8g/g。
以接枝过丙烯酸的聚丙烯纤维(PP-g-AA)为基体,采用紫外辐射接枝的方法,在纤维上接枝了甲基丙烯酸丁酯,制得了聚丙烯吸油纤维。对接枝后的纤维进行红外(IR)、热重(TG)、差示扫描量热法(DSC)等结构和性能表征,并分别作了接枝前后的扫描电镜图,均表明甲基丙烯酸丁酯已经接到了PP-g-AA上。讨论了溶剂配比、辐射时间、单体浓度、交联剂浓度、阻聚剂浓度、光敏剂浓度和基体纤维上丙烯酸接枝率等反应条件对甲基丙烯酸丁酯接枝率的影响。实验得出最佳的反应条件为:在基体纤维上丙烯酸接枝率为37.54%,水:异丙醇为4:1,紫外辐射时间为2.5h,单体浓度为4.8%,交联剂浓度为0.4%,阻聚剂含量为1%和光敏剂为0.4%。利用制得的接枝纤维进行吸油实验,结果表明,吸油倍率随着交联剂浓度以及接枝率的提高先增大后减小,当接枝甲基丙烯酸丁酯的纤维接枝率为57.21%时,吸附甲苯倍率最高,达18.46g/g。当交联剂浓度为0.4%时,对甲苯的吸油倍率达到最大值为18.70g/g。
通过水蒸馏法和压榨法对吸油纤维进行再生实验,加水蒸馏法中,油品的回收率达到90%,纤维的再生次数对油的回收率影响不大,纤维再生后对油品的吸附能力与原吸油纤维相比差别不大。在压榨法中,纤维再生次数的增加,对油回收率和纤维的再次吸油率影响不大,随着压强的增加,油品的脱附率增大,其回收率也显著增加,纤维再生后对油品的吸附能力与原吸油纤维相比差别不大。两种方法中的吸油纤维重复使用5次仍有很好的吸油效果。
模拟水面浮油处理实验结果表明,与原纤维相比,接枝后纤维对浮油的回收效果更佳。在不超过吸油纤维饱和吸油倍率的条件下,可以完全快速吸附水面浮油。
当DBP水溶液浓度为15ppm时,吸附率达到79.47%。当DBP水溶液浓度为10ppm时,PP-g-LA,PP-g-BA和PP-g-(AA+BMA)纤维对DBP的吸附容量分别达到2.92 mg/g,2.88 mg/g和2.93 mg/g,而聚丙烯纤维的吸附容量只有0.63mg/g。吸油纤维接枝结构的改变对水中DBP的吸附容量影响不大。在吸油纤维对水中有机物的吸附实验中,吸油纤维对DBP的动力学吸附符合Lagergren二级动力学吸附模型。