[发明专利]聚苯乙烯纳米纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及吸油材料技术领域，尤其涉及一种聚苯乙烯纳米纤维及其制备方法。所述聚苯乙烯纳米纤维为管状结构，所述聚苯乙烯纳米纤维的纤维壁呈多孔状；所述聚苯乙烯纳米纤维的比表面积为10.0m²/g～25m²/g。所述聚苯乙烯纳米纤维聚苯乙烯纳米纤维比表面积高达10.0m²/g及以上，而且吸油率超过100g/g，适用于作为吸油材料，并且可以广泛应用于水处理领域中。

技术领域

本发明涉及吸油材料技术领域，尤其涉及一种聚苯乙烯纳米纤维及其制备方法。

背景技术

近年来，化学工业的持续发展使人类生活发生了巨大的变化。在方便人类日常生活的同时，由于化学工业的发展带来的海上溢油和有机试剂泄露造成的水体污染对生态环境和人体健康造成了严重的危害。据统计，由于含油废水污染导致的水资源污染占整体水资源污染的30％。

因此，开发能够快速高效处理油类污染物的方法成为迫切的需要。在各种方法当中，使用吸油材料具有成本低，制备过程简单，有利于油类回收等特点。传统的吸油材料如黏土、木棉、纸浆、麸皮等，存在吸油率低，油水分离性差等缺点，不能满足环境治理的需要，因此研发新型吸油材料具有重要意义。

近年来，以聚丙烯纤维为代表纤维状聚合物吸油材料因其吸油速率快，油水分离性好等优点，得到了广泛的应用。然而，熔融纺丝获得的聚丙烯纤维直径为几十微米，微米级纤维之间的孔洞也在微米级，对于油类的锚定作用不强，易造成漏油和二次污染。如美国专利US8110525B2披露了用悬浮聚合的方法制备高吸油性聚甲基丙烯酸酯树脂的方法，相应的聚甲基丙烯酸酯纤维的吸油率可以达到7g/g～11g/g。申请号为CN104264373A的中国专利披露了用静电纺丝的方法制备吸油性纳米纤维的方法，吸油率可以达到10g/g～19g/g。申请号为CN101089259A的中国专利披露了用微波辐照的方法制备三维超细纤维吸油网络的方法。这些方法所披露的吸油纤维相对传统材料吸油率有所提高，但是由于纤维的比表面积有限，和纤维之间的粘连，使得吸油率受到限制。

发明内容

本发明的目的在于针对现有吸油纤维存在的比表面积小、纤维与纤维之间容易粘连而且吸油率低等问题，提供一种聚苯乙烯纳米纤维。

同时，本发明还相应的提供所述聚苯乙烯纳米纤维的制备方法。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种聚苯乙烯纳米纤维，所述聚苯乙烯纳米纤维为管状结构，所述聚苯乙烯纳米纤维的纤维壁呈多孔状；所述聚苯乙烯纳米纤维的比表面积为10.0m²/g～25m²/g。

以及，上述聚苯乙烯纳米纤维的制备方法，至少包括以下步骤：

将聚苯乙烯溶解于由二甲基甲酰胺和对二甲苯形成的混合溶剂中，得到第一溶液；

将聚醚、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种溶解于去离子水中，得到第二溶液；

将所述第一溶液和第二溶液分别吸入具有双喷头的静电纺丝用注射器中，按照所述第一溶液挤出速度为0.3～0.6mL/min、所述第二溶液挤出速度为1.5～2.5mL/min，将所述第一溶液、第二溶液进行纺丝，获得微米级纤维和纳米级聚苯乙烯纤维交错组成的纤维膜；

将所述纤维膜置于去离子水中进行漂洗处理，以去除所述微米级纤维；

将经过所述漂洗处理后的纤维膜进行冷冻干燥。

相对于现有技术而言，本发明提供的聚苯乙烯纳米纤维，由于聚苯乙烯纳米纤维为中空多孔状结构，而且纤维壁也呈多孔状，使得聚苯乙烯纳米纤维具有极大的比表面积，而且吸油率超过100g/g。