CN114687066A - 一种可降解吸油材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可降解吸油材料及其制备方法,该吸油材料按重量份包括如下原料组分制成:PLA 0‑20份、PBAT 45‑90份、碳酸钙10‑20份、膨润土1‑5份和改性剂3‑10份,并提供该吸油材料的制备方法。制备的吸油材料具有较好的吸油性能,可重复利用,且可生物降解,不会造成二次污染,环境友好且制备方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种吸油材料及其制备方法,尤其涉及一种可降解吸油材料及其制备方法。
背景技术
石油在运输过程中需要很多步骤,会由于操作不当、事故或其他原因导致石油泄漏在陆地上或水中。而在日常生活中也会产生大量的含油废水,如石油炼油过程、油罐清洗、餐饮业、食品加工业等,当这类含油废水处理不当时,会被掺杂在污水中排入江河,会对侵蚀的水域环境造成严重污染,破坏生态平衡。
传统的处理方式主要采用天然材料及化学合成材料。采用天然材料粘土、木棉纤维、纸浆纤维等进行吸油,尽管价格低,材料丰富,使用安全,但吸油量有限,受压会渗漏,而且易吸水,化学材料有聚丙烯、聚氨酯、烷基乙烯聚合物等,这些材料吸油速率快,吸油率高,CN111041587采用二氧化硅对聚丙烯进行改性,制备吸油材料,吸油倍数为自身重量的15倍,CN105908375采用聚苯硫醚和聚丙烯共混制备吸油材料,CN109468752采用聚丙烯制备多层纺熔材料去除油污,具有较好的去油污效果。但聚丙烯、聚苯硫醚等材料不易降解,后续处理容易造成二次污染。
发明内容
发明目的:本发明的第一目的为提供一种具有较好的吸油性能、可重复利用、且可生物降解、不会造成二次污染、环境友好的可降解吸油材料,本发明的第二目的为提供该可降解吸油材料的制备方法。
技术方案:本发明的可降解吸油材料,按重量份包括如下原料组分制成:PLA 0-20份、PBAT 45-90份、碳酸钙10-20份、膨润土1-5份和改性剂3-10份。
进一步地,碳酸钙为纳米碳酸钙,纳米碳酸钙的粒径范围为20-300nm。改性剂为山梨醇、乙二醇、丁二醇或丙三醇中的一种。膨润土为钠基膨润土、钙基膨润土或有机膨润土中的一种或几种。可降解吸油材料为熔喷布,熔喷布包含平均直径为0.1-20μm的生物降解纤维,吸油重量为自身10-20倍。
本发明的可降解吸油材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)将PLA、PBAT及改性剂混合,150-180℃反应挤出,冷却造粒,得到熔指为300-3000g/min的改性聚酯;
(2)将改性聚酯在80-100℃下干燥,与碳酸钙、膨润土混合,加热熔融后挤出,并通过牵伸形成初生纤维,初生纤维冷却成网,收卷,喷出形成可降解吸油材料。可降解吸油材料10-200g/m2。
进一步地,步骤(2)中,加热熔融的加热温度分别为:进料区180-200℃,熔融区210--250℃,压缩区210-250℃。步骤(2)中,挤出温度与加热熔融的压缩区温度一致。牵伸的热风温度为250~290℃;喷出使用的喷丝板长径比为10:1-25:1。
步骤(3)中,将网在100~110℃下热处理,使得网中的纤维呈三维无规卷曲结构,然后在100~110℃对热处理后的复合纤维网进行热轧固结,得到可降解吸油材料。其中,热处理的方式为热风处理或者红外辐射处理的一种。PLA,PBAT选自市售产品。
有益效果:与现有技术相比,本发明具有如下显著优点:制备的熔喷材料具有较好的吸油性能,可重复利用,且可生物降解,不会造成二次污染,环境友好且制备方便。
具体实施方式
实施例中使用的PLA,PBAT选自市售产品。下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
将PLA20份、PBAT45份、改性剂10份混合均匀,经过双螺杆挤出机混合均匀,并反应挤出,冷却造粒,得到熔指为3000g/min的改性聚酯。挤出温度150℃。
将改性聚酯在80℃下将混合物进行干燥4h,将改性聚酯与碳酸钙20份、膨润土5份混合均匀,送入双螺杆挤出机中,加热熔融后经喷丝板挤出,并通过热气流高速牵伸形成初生纤维,初生纤维经冷空气冷却成网,收卷。熔喷设备的螺杆加热温度分别为:进料区180℃,熔融区210℃,压缩区210℃,纺丝机箱体的温度与压缩区温度一致,牵伸热风温度为250℃。
将上述熔喷复合纤维网在100℃下热处理3分钟,使得聚熔喷复合纤维网中的纤维呈三维无规卷曲结构,然后采用热轧辊在100℃对热处理后的复合纤维网进行热轧固结,得到熔喷复合纤维吸油无纺布;其中,热处理的方式为热风处理。
实施例2
将PBAT90份、改性剂4份混合均匀,经过双螺杆挤出机混合均匀,并反应挤出,冷却造粒,得到熔指为1500g/min的改性聚酯。挤出温度180℃。
将改性聚酯在90℃下将混合物进行干燥4h,将改性聚酯与碳酸钙5份、膨润土1份混合均匀,送入双螺杆挤出机中,加热熔融后经喷丝板挤出,并通过热气流高速牵伸形成初生纤维,初生纤维经冷空气冷却成网,收卷。熔喷设备的螺杆加热温度分别为:进料区180℃,熔融区210℃,压缩区250℃,纺丝机箱体的温度与压缩区温度一致,牵伸热风温度为290℃。
将上述熔喷复合纤维网在100℃下热处理5分钟,使得聚熔喷复合纤维网中的纤维呈三维无规卷曲结构,然后采用热轧辊在100℃对热处理后的复合纤维网进行热轧固结,得到熔喷复合纤维吸油无纺布;其中,热处理的方式为红外辐射处理。
实施例3
将PBAT84份、改性剂3份混合均匀,经过双螺杆挤出机混合均匀,并反应挤出,冷却造粒,得到熔指为300g/min的改性聚酯。挤出温度160℃。
将改性聚酯在100℃下将混合物进行干燥3h,将改性聚酯与碳酸钙10份、膨润土4份混合均匀,送入双螺杆挤出机中,加热熔融后经喷丝板挤出,并通过热气流高速牵伸形成初生纤维,初生纤维经冷空气冷却成网,收卷。熔喷设备的螺杆加热温度分别为:进料区180℃,熔融区210℃,压缩区220℃,纺丝机箱体的温度与压缩区温度一致,牵伸热风温度为260℃。
将上述熔喷复合纤维网在100℃下热处理3分钟,使得聚熔喷复合纤维网中的纤维呈三维无规卷曲结构,然后采用热轧辊在100℃对热处理后的复合纤维网进行热轧固结,得到熔喷复合纤维吸油无纺布;其中,热处理的方式为红外辐射处理。
实施例4
将PLA10份、PBAT70份、改性剂8份混合均匀,经过双螺杆挤出机混合均匀,并反应挤出,冷却造粒,得到熔指为1500g/min的改性聚酯。挤出温度160℃。
将改性聚酯在85℃下将混合物进行干燥4h,将改性聚酯与碳酸钙8份、膨润土4份混合均匀,送入双螺杆挤出机中,加热熔融后经喷丝板挤出,并通过热气流高速牵伸形成初生纤维,初生纤维经冷空气冷却成网,收卷。熔喷设备的螺杆加热温度分别为:进料区180℃,熔融区210℃,压缩区230℃,纺丝机箱体的温度与压缩区温度一致,牵伸热风温度为280℃。
将上述熔喷复合纤维网在100℃下热处理5分钟,使得聚熔喷复合纤维网中的纤维呈三维无规卷曲结构,然后采用热轧辊在100℃对热处理后的复合纤维网进行热轧固结,得到熔喷复合纤维吸油无纺布;其中,热处理的方式为红外辐射处理。
对比例1
将PBAT90份、改性剂10份混合均匀,经过双螺杆挤出机混合均匀,并反应挤出,冷却造粒,得到熔指为1000g/min的改性聚酯。挤出温度160℃。
将改性聚酯在100℃下将混合物进行干燥3h,将改性聚酯送入双螺杆挤出机中,加热熔融后经喷丝板挤出,并通过热气流高速牵伸形成初生纤维,初生纤维经冷空气冷却成网,收卷。熔喷设备的螺杆加热温度分别为:进料区180℃,熔融区210℃,压缩区210℃,纺丝机箱体的温度与压缩区温度一致,牵伸热风温度为250℃。
将上述熔喷复合纤维网在100℃下热处理3分钟,使得聚熔喷复合纤维网中的纤维呈三维无规卷曲结构,然后采用热轧辊在100℃对热处理后的复合纤维网进行热轧固结,得到熔喷复合纤维吸油无纺布;其中,热处理的方式为热风处理。
对比例2
将PBAT85份、改性剂5份混合均匀,经过双螺杆挤出机混合均匀,并反应挤出,冷却造粒,得到熔指为1000g/min的改性聚酯。挤出温度160℃。
将改性聚酯在100℃下将混合物进行干燥4h,将改性聚酯与碳酸钙10份混合均匀,于双螺杆挤出机中,加热熔融后经喷丝板挤出,并通过热气流高速牵伸形成初生纤维,初生纤维经冷空气冷却成网,收卷。
的熔喷设备的螺杆加热温度分别为:进料区180℃,熔融区210℃,压缩区210℃,纺丝机箱体的温度与压缩区温度一致,牵伸热风温度为250℃。
将上述熔喷复合纤维网在100℃下热处理3分钟,使得聚熔喷复合纤维网中的纤维呈三维无规卷曲结构,然后采用热轧辊在100℃对热处理后的复合纤维网进行热轧固结,得到熔喷复合纤维吸油无纺布;其中,热处理的方式为热风处理。
对比例3
本对比例中不添加改性剂,其他原料、配比、制备方法和检测方法均与实施例1相同。
对比例4
本对比例中将PLA、PBAT及改性剂混合后的挤出温度为145℃,其他原料、配比、制备方法和检测方法均与实施例1相同。
对比例5
本对比例中将PLA、PBAT及改性剂混合后的挤出温度为185℃,其他原料、配比、制备方法和检测方法均与实施例1相同。
表1为各实施例和对比例的原料重量份配比,表2为各实施例和对比例制得材料的性能参数。
表1
表2
Claims (10)
1.一种可降解吸油材料,其特征在于,按重量份包括如下原料组分制成:PLA 0-20份、PBAT 45-90份、碳酸钙10-20份、膨润土1-5份和改性剂3-10份。
2.根据权利要求1所述的可降解吸油材料,其特征在于:所述碳酸钙为纳米碳酸钙,所述纳米碳酸钙的粒径范围为20-300nm。
3.根据权利要求1所述的可降解吸油材料,其特征在于:所述改性剂为山梨醇、乙二醇、丁二醇或丙三醇中的一种。
4.根据权利要求1所述的可降解吸油材料,其特征在于:所述膨润土为钠基膨润土、钙基膨润土或有机膨润土中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的可降解吸油材料,其特征在于:所述可降解吸油材料为熔喷布,所述熔喷布包含平均直径为0.1-20μm的生物降解纤维,吸油重量为自身10-20倍。
6.一种权利要求1所述可降解吸油材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将PLA、PBAT及改性剂混合,150-180℃反应挤出,冷却造粒,得到熔指为300-3000g/min的改性聚酯;
(2)将所述改性聚酯在80-100℃下干燥,与碳酸钙、膨润土混合,加热熔融后挤出,并通过牵伸形成初生纤维,初生纤维冷却成网,收卷,喷出形成可降解吸油材料。
7.根据权利要求6所述可降解吸油材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述加热熔融的加热温度分别为:进料区180-200℃,熔融区210--250℃,压缩区210-250℃。
8.根据权利要求6所述可降解吸油材料的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,所述挤出温度与加热熔融的压缩区温度一致。
9.根据权利要求6所述可降解吸油材料的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,所述牵伸的热风温度为250~290℃。
10.根据权利要求6所述可降解吸油材料的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,将所述网在100~110℃下热处理,使得网中的纤维呈三维无规卷曲结构,然后在100~110℃对热处理后的网进行热轧固结,得到可降解吸油材料。
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