[发明专利]一种表面致孔聚丙烯纤维的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种表面致孔聚丙烯纤维的制备方法及由该方法制备的表面致孔聚丙烯纤维，包括以下步骤：S1.对包含聚丙烯树脂和抗氧剂的混合物进行纺丝处理，得到聚丙烯长丝；S2.对所述聚丙烯长丝依次进行牵引和冷却处理；S3.对冷却后的聚丙烯长丝依次进行拉伸和热定型处理，制得所述聚丙烯纤维。本发明方法将亲油聚丙烯树脂通过熔融挤出纺丝后，再经过拉伸、热定型等后处理工艺制成表面致孔聚丙烯纤维，制备的纤维表面粗糙度高、比表面积大、孔径适中、机械强度高、分离性能优良，应用于处理含油污水中，对污水的除油效率高，本发明还提供了一种处理含油污水的装置，在含油污水处理领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种表面致孔聚丙烯纤维的制备方法，由该方法制备的表面致孔聚丙烯纤维材料，以及其在处理含油污水中的应用，还涉及一种处理含油污水的装置，属于水处理技术领域。

背景技术

含油污水来源广泛，石化行业中原油开采、加工过程，油品贮存、油轮泄漏、海洋溢油事故等都会产生较多的含油污水，如果这些含油污水不能得到有效的治理，就会给经济、人类的健康以及环境造成巨大损失和长远危害。现有的含油污水处理技术如重力分离、离心、过滤、气浮等存在时间长、设备体积大、设备腐蚀速率快、使用大量化学药剂等弱点。

聚结法是利用油、水两相对聚结材料亲和力相差悬殊的特性，实现两相分离，油滴被材料捕获而滞留于材料表面和空隙内形成油膜，油膜增大到一定厚度时，在水力和浮力等作用下油膜脱落合并聚结成较大的油粒，聚结后粒径较大的油珠则易于从水中被分离。经过聚结处理的废水，其含油量及污油性质并无变化。在工业应用选择聚结介质材料时，需要考虑以下几点：(1)机械强度较好，不易出现磨损的现象；(2)耐油性能良好，不会出现材料因被油溶解或溶胀而失效；(3)应保证其再生冲洗方便简单。聚结效果很大程度上取决于聚结介质材料及形式的选取，亲油聚结材料能自发吸附水中的油相并将其贮藏于孔隙结构中，利用外力(如自重力、液体静压力等)可把贮藏的油相移走实现油相的解吸附，材料表面和孔隙可再次发挥作用，吸附与解吸附的动态平衡就可实现油水的连续式分离及油份回收。聚结介质有粒状、纤维状、环状、波纹板状及金属丝网状等形式，目前通常采用的聚结填料大都为固定结构的板式聚结填料，聚结形式较为单一，尽管能够保证一定的聚结除油效果，但在来水水质、水性发生变化时，往往适应性较差，导致聚结除油效果不理想。纤维状介质密度小，比表面积大，易制成各种需要形状的组件，可以降低处理成本，提高处理效果，满足不同条件的需要。在聚结纤维材料自身性质上，表面结构特性会对聚结分离效果产生较大影响。对光滑表面的纤维材料可采用减小直径的办法来提高表面积，但聚结材料直径过小会给实际运行造成极大的困难，因此较为理想的办法是增加材料表面的粗糙度以达到提高表面积的目的。

发明内容

本发明的目的是根据现有技术中存在的缺陷，提供一种表面致孔聚丙烯纤维的制备方法，本发明方法将亲油聚丙烯树脂通过熔融挤出纺丝后，再经过拉伸、热定型等后处理工艺制成表面致孔聚丙烯纤维，工艺简便，生产路径短，根据本发明的方法制备的表面致孔聚丙烯纤维表面粗糙度高、比表面积大、孔径适中、机械强度高、分离性能优良，应用于处理含油污水中，对污水的除油效率高，本发明还提供了一种处理含油污水的装置，结构简单，消耗动力少，无需投加任何药剂，就能对污水中的油污起到较好的去除效果，且污染较低，在含油污水处理领域具有良好的应用前景。

根据本发明的一个方面，提供了一种表面致孔聚丙烯纤维的制备方法，包括以下步骤：

S1.对包含聚丙烯树脂和抗氧剂的混合物进行纺丝处理，得到聚丙烯长丝；

S2.对所述聚丙烯长丝依次进行牵引和冷却处理；

S3.对冷却后的聚丙烯长丝依次进行拉伸和热定型处理，制得所述聚丙烯纤维。

根据本发明的一些实施方式，所述聚丙烯树脂和抗氧剂的质量比为(90-99):(1-10)，优选(95-99):(1-5)。抗氧剂的添加量不超过10％，避免因添加量过多造成原料成分相容性差，制得的纤维结构不完整、各项性能下降的问题。