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当今社会,在工业化生产和日常生活中,经常会发生很多油污染,且该问题日趋严重。聚合物纳米纤维膜,具有高比表面积、高孔隙率等优点,在油过滤、水过滤以及空气过滤等方面应用十分广泛。利用静电纺丝法制备的纳米纤维膜吸附能力强,已在各行业油污染处理中表现出其优异的性能。然而单一组分纳米纤维膜已经逐渐不能满足各种复杂的使用要求,所以大量研究重点趋向于制备含有不同组分的复合纤维膜。为此,本文设计了差异化复合多级结构纳米纤维膜,包括亲油疏水的纳米纤维吸油层、输油能力强的纳米纤维输油层以及纳米纤维容油层。并根据不同层设计功能,探究了各层材料、添加剂种类和配比以及纺丝工艺参数,具体研究内容如下:(1)在可降解的聚乳酸(PLA)材料中加入有机改性蒙脱土(OMMT),形成插层复合体系,可提升PLA拉伸强度和断裂伸长率。研究表明,当纺丝电压40kV,纺丝距离70mm,纺丝温度260℃,OMMT质量分数为2%时制备的纤维直径为450nm。该纤维膜吸油倍率为133.5g/g,保油倍率为84.2g/g,重复使用性能较好,且亲油疏水性能和可降解性能增强,可用作差异化多级结构纳米纤维膜最外层纳米纤维吸油层。(2)乙酰基柠檬酸三丁酯(ATBC)与PLA相容性很好,在PLA中加入ATBC对提升PLA塑性效果更佳。研究表明,当纺丝电压40kV,纺丝距离70mm,纺丝温度240℃,ATBC质量分数为10%时制备的纤维直径为320nm。该纤维膜水接触角为145°,表现出良好的疏水性能,吸油倍率为138.4g/g,保油倍率为80.8g/g,且重复使用性能较好。由于纤维直径达到最细,纤维膜输送油能力(毛细作用)大幅增强,可用作差异化多级结构纳米纤维膜第二层纳米纤维输油层。(3)聚丙烯(PP)材料无毒无害,亲油疏水。利用降解6个月并经过酸处理除去碳酸钙(CaCO3)粒子的市售PP无纺布作为原材料,制备差异化多级结构纳米纤维膜最内层纳米纤维容油层。研究对比三种增塑剂(硬脂酸钠、ATBC、DOA)所纺纤维直径和吸油性能,表明加入增塑剂ATBC效果最佳。当纺丝电压40kV,纺丝距离70mm,纺丝温度300℃,ATBC质量分数为10%时制备的纤维直径达到最细为1.13μm。纤维膜吸油倍率为115.4g/g,保油倍率为70.3g/g,分别为初始市售PP无纺布的4倍和3倍。此层纤维膜原料为自然界中污染物(PP无纺布),经过回收处理和静电纺丝过程制备的纤维膜又能进一步处理污染物(油),减少自然界污染的同时又能处理自然界污染,可实现绿色环保的目的。综上,利用上述三种纳米纤维膜,可制备出表层亲油疏水,中间层输送油能力强,内层吸油倍率高的差异化复合多级结构纳米纤维膜。