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世界每年约有500×104-1000×104 t油类通过各种途径流入海洋、进入各种水体,油污染仅次于无机氮、无机磷,排在第三位,是造成水环境污染和生态危害的主要因素之一。吸油材料因经济实用、便于推广、迅速有效而获得广泛使用。将纤维材料的吸附特性与高吸油树脂吸油量大的特点结合起来,开发新型吸油材料是一个较好的研究方向。论文在分析吸油树脂的结构特征、吸油机理和制备方法的基础上,选择三元乙丙聚合物(ethylen propylene diene mischpolymere,EPDM)作为大分子单体,通过调整改变交联结构、孔洞结构以及表面形态特征,采用新型静电纺丝技术结合紫外辐射交联技术制备出具有物理化学交联结构的亚微米级EPDM纤维毡。EPDM超细纤维毡应用于油类(疏水性有机物)污染物的去除过程,解决了在相同的比表面积下,粒状吸油树脂粒径过小,吸油后易溶成油泥,不易回收的难题;同时,也避免了粒状吸油树脂与纤维直接复合,因胶黏剂存在而造成整个材料表面积的损失。而且由纤维毡非织布结构的完整性,可根据需要加工制成各种形态的制品,大大拓宽应用领域。本论文主要研究EPDM超细纤维毡的制备工艺、纤维结构与性能关系,探讨吸油吸油机理,以及分析纤维毡吸油后再生特性等。论文主要工作如下:研究静电纺丝理论。运用标度率分析方法,建立纤维直径与纺丝液浓度、电压、流量等主要参数之间的标度率关系式,并进行了实验验证。结果表明:EPDM纤维毡制备过程中,纺丝液优选的浓度范围为3%~9%,通过拟合计算发现,静电纺EPDM纤维直径和纺丝液浓度之间符合标度率关系:d∝C1.91。适合的静电纺的EPDM溶液粘度范围为800cp~4000cp,纤维直径与溶液的粘度符合标度率关系:d∝η0.81。静电纺丝所用的EPDM溶液的浓度(2%~12%)和粘度(461cp~6955cp)之间符合标度率关系:η∝C2.37。电纺EPDM纤维直径和电压之间接近线性关系:d∝V。当流量由0.5mL/h增大到3mL/h,纤维直径相应的由370nm增大到900nm,纤维直径和流量之间符合标度率关系:d∝Q1/2。利用上述关系式可以确定静电纺丝的生产工艺,并能预测纳米纤维的直径,为静电纺丝的工业化生产提供理论依据,具有一定的实际意义。采用正交实验设计方法,得到最佳制备工艺条件:溶液浓度为10 wt%,纺丝电压为20 kV,纺丝流量为1mL/h,辐照时间96 h。所制得的纤维毡邵A硬度59,100%定伸应力1.8MPa,300%定伸应力6.5MPa,拉伸强度17.8MPa,断裂伸长率452%,永久变形47%,撕裂强度33.1 kN/m。对应地,吸油毡对三氯甲烷、环己烷、甲苯、煤油四种油品吸油率都达到最大,分别是:36.62g/g,26.8g/g,23.13g/g,22.15g/g。由于吸油毡在短时间内达到吸油平衡,因此吸油过程更符合动力学一级方程式。对于四种不同类型的油品,吸油速率K(min1)大小依次为:三氯甲烷(0.069)>环己烷(0.063)>甲苯(0.053)>煤油(0.044)。EPDM纤维毡的吸油速率大于溶液聚合法制备的块状树脂,也比悬浮聚合法制备的颗粒状吸油树脂优越,这是因为亚微米级纤维组成的毡状吸附材料拥有巨大的比表面积的缘故,达到了本论文最初的设想,具有一定的原创性。原子力显微镜和扫描电镜显示,吸油毡表面粗糙,坑洼,具有大量空穴结构,比表面积大,这是良好吸收性能的关键。接触角浸润实验表明EPDM静电纺纤维毡的比表面积大,表面粗糙程度远大于流延膜。且具有良好的拒水亲油性能。对三元乙丙纤维毡红外分析和动态力学分析表明,紫外辐射交联有助与三元乙丙侧链中的不饱和双键打开,形成自交联三维网状结构。辐射后的三元乙丙纤维毡储能模量G′和损耗模量G″基本处于平行状态,证实了吸油毡内部物理化学交联的结构。这是一种既有一定钢架、又易于伸展的松散三维分子网结构,提高了吸油毡自身的力学性能,解决了其吸油后瘫软成泥状的问题。吸油毡静态吸附热力学研究。研究表明,在283~313K温度范围内,吸油毡对环己烷的吸附平衡数据更符合Langmuir-1等温线方程,在Freundlich模型的拟合结果中,所有方程的指数n>1,是优惠吸附,吸附是容易进行的。焓△H<O,表明吸附过程是放热的,且吸附焓值在40kJ/mol~50kJ/mol之间,可以认为发生了一种以物理吸附为主的、兼有弱的化学吸附过程。而且较低的△H值可以表明,该纤维毡容易脱附再生。自由能(△G)为负值,说明吸油过程为自发的不可逆过程。同时随着温度的升高,自由能的绝对值减小,说明温度的升高不利于吸油。熵(△S)为负值,说明体系的混乱度变小。同时随着温度的升高,熵的绝对值减小,说明温度的升高,不利于吸油。应用吸油毡处理环境激素苯乙烯模拟废水。首先,实验结果表明,制备的吸油毡对苯乙烯吸附能力较强,且具有较好的油水选择性。吸附效率随吸附时间和苯乙烯浓度的增大而升高,随进水流速的变大是先增大后减小。其次,简单的一级动力学方程能很好地描述苯乙烯的吸附过程,相关系数R2为0.998。最后,采用乙醇置换再生吸油毡,实验表明,乙醇置换法是一种方便、快捷、较为有效的再生吸油毡的方法,油品回收率达75%左右。论文研究表明,静电纺丝制备的EPDM纤维毡可以用于处理环境突发事件中疏水性有机物,由于其密度小于水,特别适用于浮油的处理。