CN105062031A - 材质为玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料的微生物载体填料 - Google Patents

材质为玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料的微生物载体填料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种材质为玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料的微生物载体填料，它由玻璃纤维增强聚碳酸酯热塑性树脂复合材料制成，所述的玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料是由玻璃纤维和聚碳酸酯热塑性树脂经双螺杆挤出机共混、造粒制得；然后取制得的玻璃纤维增强聚碳酸酯热塑性树脂复合材料经注塑机注塑成型，制成微生物载体填料；玻璃纤维在与聚碳酸酯共混前先进行以下表面改性处理，制备一种耐磨性能和抗老化性能好，抗冲击强度高，韧性强、比表面积大、生物挂膜性好的微生物载体填料。

Description

材质为玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料的微生物载体填料
技术领域
本发明涉及一种材质为玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料的微生物载体填料，属于水处理领域。
背景技术
我国工业化的迅速发展，城市化规模的不断扩大以及污废水处理的滞后，导致水源水水质逐渐恶化，源水受污染的程度越来越严重，尤其溶解性有机物增多、NH4 +-N浓度过高等问题特别突出。溶解性有机物的增加，会使后续氯消毒过程中产生大量致畸、致癌、致突变的消毒副产物。氨氮的存在会使水体产生富营养化现象。而现有的常规给水处理混凝-沉淀-过滤-消毒工艺几乎对溶解性有机物及氨氮没有任何处理效果。因此，利用微生物的作用，在传统工艺的基础上对水源水进行生物预处理，降低水中的有机物和氨氮是当前供水企业的理想选择。
目前微污染生物预处理工艺主要有生物滤池、生物流化床、生物活性炭、生物转盘以及生物接触氧化法。从目前国内外进行的研究和工程实践的总结可以看出，生物预处理大多采用生物膜方法。而填料是生物膜预处理工艺的核心之一，它的材质和表面性能将直接影响微生物的附着、生长，进而影响废水的处理效果。目前，市场上常见的聚氯乙烯生物填料由于亲水性能和生物亲和性较差，导致在挂膜速度、挂膜量及膜与填料的紧密度方面存在不足，如对其进行适当的亲水与生物亲和改性以及活性炭和磁性改性，可望提高填料的传质、挂膜和水处理性能。另外PVC的冲击强度只有3～5kJ/m2，具有冲击强度低、热稳定性差等缺点，导致该填料容易老化，使用寿命较短。
同时，大部分填料强度低，材质松软，表面光滑，在水中呈漂浮状，即使在外力的作用下，也形不成全方位的“流化”状态，即不能与池子里的水完全反应。
发明内容
为了改进现有技术中存在的不足，本发明提供了一种玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料制备的微生物载体填料，它由玻璃纤维增强聚碳酸酯热塑性树脂复合材料制成，所述的玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料是由玻璃纤维和聚碳酸酯热塑性树脂经双螺杆挤出机共混、造粒制得；然后取制得的玻璃纤维增强聚碳酸酯热塑性树脂复合材料经注塑机注塑成型，制成微生物载体填料；所述的玻璃纤维和聚碳酸酯的重量配比为15-25∶75-85，所述玻璃纤维在与聚碳酸酯共混前先进行以下表面改性处理：将玻璃纤维原丝表面浸渍浸润剂，经拉丝、短切和烘干得到改性后的玻璃纤维短切原丝；其中，所述浸润剂由以下重量份的原料组成：
高密度聚乙烯(HDPE)树脂30-50份；
十四酸-1-甲基乙基酯17-35份；
马来酸酐接枝聚烯烃弹性体13-25份；
氯化十四烷基二甲基苄基铵7-20份；
聚氧化乙稀烷基胺5-20份；
聚乙二醇月桂酸双酯12-28份；
纳米二氧化硅3-15份；
氨基三亚甲基膦酸0.8-4份；
偏硼酸钡0.1-2.5份；
N，N’-双乙撑硬脂肪酸酰胺2-5份；
2-氨基-5-胍基戊酸0.3-3份；
膨胀蛭石6-12份；
精氨酸双糖苷5-11份；
乌洛托品7-11份；
所述玻璃纤维增强聚碳酸酯热塑性树脂复合材料的拉伸强度为130MPa以上、弯曲弹性模量大于15GPa。
优选地，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径为10～25μm。
优选地，所述的玻璃纤维和聚碳酸酯的重量配比为为18∶82。
本发明的优点在于：
1.克服了传统玻纤增强微生物填料亲水性和挂膜性差的缺陷，利用膨胀蛭石的多孔微片状结构，有效减轻玻璃纤维取向造成的各向异性，使填料载体具有优良的综合力学性能，抗冲击性能和稳定性，同时使玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料表面的粗糙到提升，大大增加了载体填料的比表面积，使微生物的亲和性和挂膜能力增强；
2.通过在玻纤增强复合材料中添加高密度聚乙烯(HDPE)树脂后，整体材料的缺口冲击韧性有较好的改善，热变形温度得到比较好的保留，熔体粘度得到较大的降低，因此改善了增强复合材料表面的玻纤分布效果，起到高强增韧的作用；
3．在外壁上形成的多空填料结构，使填料在水中呈悬浮翻滚状态，能够与水体充分接触，提高水处理效果；
4.本发明通过采用聚乙二醇月桂酸双酯、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、N，N’-双乙撑硬脂肪酸酰胺、精氨酸双糖苷等复配使用对玻璃纤维改性处理，所制备的玻纤增强聚碳酸酯复合材料韧性好、强度高，抗老化，温度变化适应性强的特点。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例一：
一种玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料制备的微生物载体填料，它由玻璃纤维增强聚碳酸酯热塑性树脂复合材料制成，所述的玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料是由玻璃纤维和聚碳酸酯热塑性树脂经双螺杆挤出机共混、造粒制得；然后取制得的玻璃纤维增强聚碳酸酯热塑性树脂复合材料经注塑机注塑成型，制成微生物载体填料；所述的玻璃纤维和聚碳酸酯的重量配比为15∶85，所述玻璃纤维在与聚碳酸酯共混前先进行以下表面改性处理：将玻璃纤维原丝表面浸渍浸润剂，经拉丝、短切和烘干得到改性后的玻璃纤维短切原丝；其中，所述浸润剂由以下重量份的原料组成：
高密度聚乙烯(HDPE)树脂30份；
十四酸-1-甲基乙基酯17份；
马来酸酐接枝聚烯烃弹性体13份；
氯化十四烷基二甲基苄基铵7份；
聚氧化乙稀烷基胺5份；
聚乙二醇月桂酸双酯12份；
纳米二氧化硅3份；
氨基三亚甲基膦酸0.8份；
偏硼酸钡0.1份；
N，N’-双乙撑硬脂肪酸酰胺2份；
2-氨基-5-胍基戊酸0.3份；
膨胀蛭石6份；
精氨酸双糖苷5份；
乌洛托品7份；
所述玻璃纤维增强聚碳酸酯热塑性树脂复合材料的拉伸强度为130MPa、弯曲弹性模量为12.5GPa。所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径为10～25μm。
实施例二：
一种玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料制备的微生物载体填料，它由玻璃纤维增强聚碳酸酯热塑性树脂复合材料制成，所述的玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料是由玻璃纤维和聚碳酸酯热塑性树脂经双螺杆挤出机共混、造粒制得；然后取制得的玻璃纤维增强聚碳酸酯热塑性树脂复合材料经注塑机注塑成型，制成微生物载体填料；所述的玻璃纤维和聚碳酸酯的重量配比为25∶75，所述玻璃纤维在与聚碳酸酯共混前先进行以下表面改性处理：将玻璃纤维原丝表面浸渍浸润剂，经拉丝、短切和烘干得到改性后的玻璃纤维短切原丝；其中，所述浸润剂由以下重量份的原料组成：
高密度聚乙烯(HDPE)树脂50份；
十四酸-1-甲基乙基酯35份；
马来酸酐接枝聚烯烃弹性体25份；
氯化十四烷基二甲基苄基铵20份；
聚氧化乙稀烷基胺20份；
聚乙二醇月桂酸双酯28份；
纳米二氧化硅15份；
氨基三亚甲基膦酸4份；
偏硼酸钡2.5份；
N，N’-双乙撑硬脂肪酸酰胺5份；
2-氨基-5-胍基戊酸3份；
膨胀蛭石12份；
精氨酸双糖苷11份；
乌洛托品11份；
所述玻璃纤维增强聚碳酸酯热塑性树脂复合材料的拉伸强度为145MPa、弯曲弹性模量为15.8GPa。所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径为10～25μm。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种材质为玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料的微生物载体填料，其特征在于：它由玻璃纤维增强聚碳酸酯热塑性树脂复合材料制成，所述的玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料是由玻璃纤维和聚碳酸酯热塑性树脂经双螺杆挤出机共混、造粒制得；然后取制得的玻璃纤维增强聚碳酸酯热塑性树脂复合材料经注塑机注塑成型，制成微生物载体填料；所述的玻璃纤维和聚碳酸酯的重量配比为15-25∶75-85，所述玻璃纤维在与聚碳酸酯共混前先进行以下表面改性处理：将玻璃纤维原丝表面浸渍浸润剂，经拉丝、短切和烘干得到改性后的玻璃纤维短切原丝；其中，所述浸润剂由以下重量份的原料组成：
高密度聚乙烯(HDPE)树脂30-50份；
十四酸-1-甲基乙基酯17-35份；
马来酸酐接枝聚烯烃弹性体13-25份；
氯化十四烷基二甲基苄基铵7-20份；
聚氧化乙稀烷基胺5-20份；
聚乙二醇月桂酸双酯12-28份；
纳米二氧化硅3-15份；
氨基三亚甲基膦酸0.8-4份；
偏硼酸钡0.1-2.5份；
N，N’-双乙撑硬脂肪酸酰胺2-5份；
2-氨基-5-胍基戊酸0.3-3份；
膨胀蛭石6-12份；
精氨酸双糖苷5-11份；
乌洛托品约7-11份；
所述玻璃纤维增强聚碳酸酯热塑性树脂复合材料的拉伸强度为130MPa以上、弯曲弹性模量大于15GPa。
2.根据权利要求1所述的材质为玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料的微生物载体填料，其特征在于，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径为10～25μm。
3.根据权利要求1和2所述的材质为玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料的微生物载体填料，其特征在于，所述的玻璃纤维和聚碳酸酯的重量配比为为18∶82。
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