亞麻廢棄物吸油材料及其制備方法和非織造吸油氈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于功能性紡織品技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及亞麻廢棄物吸油材料及其制備方法 和非織造吸油氈。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著工業(yè)、世界貿(mào)易和海洋石油開采的迅猛發(fā)展，工業(yè)含油污水泄漏和排放、海損 事故和平臺漏油等現(xiàn)象的發(fā)生使水體造成嚴(yán)重的污染，破壞水產(chǎn)資源，嚴(yán)重影響人類生存 環(huán)境，利用吸油材料吸附和回收廢油是解決油污染的重要手段。
[0003] 目前，常用的吸油材料有3類。一是無機(jī)類吸油材料，主要有石墨、活性炭、膨潤 土、粉煤灰等，這類材料相對便宜，但吸油量小，保油率差，吸油同時(shí)也吸水。二是合成有機(jī) 類吸油材料，應(yīng)用最多的是高吸油性樹脂，這類材料具有吸油速度快、吸油率高、保油能力 強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格昂貴，且使用后生物降解困難，增加了環(huán)境的負(fù)荷，會造成二次污染。三是 天然纖維類吸油材料，主要有木棉纖維、蒲絨纖維、竹漿纖維、農(nóng)作物秸桿、棉纖維、羊毛等， 這類材料可生物降解，無毒無污染，綠色環(huán)保，且來源廣泛，但如果不對其進(jìn)行親油疏水改 性處理，吸油的同時(shí)也會吸水，水占據(jù)大量藏油空間，會限制材料的吸油能力。
[0004] 我國是世界上最大的亞麻紡織品生產(chǎn)國，2012年亞麻紡規(guī)模為110萬錠，亞麻產(chǎn) 品涉及服用、裝飾用和產(chǎn)業(yè)用等眾多領(lǐng)域，每年產(chǎn)生大量的亞麻廢棄物，主要包括亞麻落麻 和廢棄的亞麻制品。目前絕大多數(shù)的亞麻廢棄物通過土壤掩埋或焚燒處理，造成嚴(yán)重的環(huán) 境污染和資源浪費(fèi)，即使有少量亞麻廢棄物被回收，其再利用領(lǐng)域也十分有限。
[0005] 亞麻屬于天然纖維類吸油材料，相比其他吸油材料，亞麻廢棄物來源廣泛，價(jià)格低 廉，可生物降解，但其分子結(jié)構(gòu)中存在大量羥基，具有很高的親水性，限制了其吸油性能及 在吸油產(chǎn)品中的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供亞麻廢棄物吸油材料及其制備方 法和非織造吸油氈，該吸油材料成本低廉，制備簡單，吸油性能高，用其制成的吸油氈具備 高效、快速的吸油能力，且能重復(fù)多次使用。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0008] ( -）一種亞麻廢棄物吸油材料，其特征在于，所述吸油材料包括親油改性的亞麻 纖維，所述亞麻纖維來自亞麻廢棄物。
[0009] 所述親油改性的亞麻纖維為接枝苯乙烯的亞麻纖維。
[0010] (二）上述亞麻廢棄物吸油材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0011] 步驟一，亞麻廢棄物預(yù)處理
[0012] 將亞麻廢棄物依次經(jīng)過清洗、烘干、紫外線輻射消毒處理，然后將其切割并充分開 松為亞麻纖維；
[0013] 步驟二，制備亞麻廢棄物吸油材料
[0014] 首先進(jìn)行所述亞麻纖維的活化處理，其次進(jìn)行苯乙烯單體的預(yù)處理，然后將活化 處理的亞麻纖維加入反應(yīng)容器，升溫至反應(yīng)溫度，再依次加入引發(fā)劑和預(yù)處理過的苯乙烯 單體，恒溫反應(yīng)至聚合反應(yīng)結(jié)束，最后分別用水和無水乙醇洗滌反應(yīng)產(chǎn)物，干燥至恒重即得 所述亞麻廢棄物吸油材料。
[0015] 所述亞麻纖維的活化處理采用低溫等離子體活化技術(shù)，其處理壓強(qiáng)為30_40Pa，處 理時(shí)間為70-90s，處理介質(zhì)為空氣。
[0016] 所述苯乙烯單體的預(yù)處理包括以下步驟：將苯乙烯單體放在分液漏斗中，用5% 的氫氧化鈉溶液洗滌，然后用蒸餾水洗滌到水層為中性為止，收集洗滌后的苯乙烯單體干 燥去除水分。
[0017] 所述苯乙稀和氫氧化鈉溶液的體積比為（1-2) : (5-10)。
[0018] 所述活化處理的亞麻纖維、預(yù)處理過的苯乙烯單體的質(zhì)量比為1 : (2-4)。
[0019] 所述引發(fā)劑為過氧化苯甲酰。
[0020] 所述反應(yīng)溫度為70-80 °C。
[0021] (三）一種非織造吸油氈，其特征在于，至少由上述亞麻廢棄物吸油材料和滌綸纖 維制成；其制備方法包括以下步驟：將上述亞麻廢棄物吸油材料與滌綸纖維混合，并依次 經(jīng)開松工藝、梳理工藝制成纖維網(wǎng)；將所述纖維網(wǎng)喂入針刺機(jī)中經(jīng)加固制成非織造布，即得 到所述非織造吸油氈。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為：
[0023] (1)以亞麻廢棄物為原料制備吸油材料，形成資源化再利用，解決了亞麻廢棄物資 源浪費(fèi)的問題；而且亞麻廢棄物成本低廉、來源廣泛，可生物降解，不會造成二次污染；同 時(shí)，亞麻纖維縱向有大量豎紋，比表面積大，能夠形成毛細(xì)效應(yīng)，并能提供大量的藏油空間， 但其分子結(jié)構(gòu)中存在大量羥基，具有很高的親水性，經(jīng)本發(fā)明親油性改性后的吸油材料，具 有更高的親油疏水性能，能夠高效、快速的吸附油污，實(shí)現(xiàn)以廢治污的目的。
[0024] (2)本發(fā)明的亞麻廢棄物吸油材料的制備方法采用接枝苯乙烯的方法。通過接枝 苯乙烯引入親油基團(tuán)，提高吸油材料的親油疏水性能，能更好的吸附油水混合物中的油質(zhì)。 且在改性前對亞麻進(jìn)行等離子體處理，既提高了接枝效率，又增大了纖維的表面積。通過此 方法制成的吸油材料，吸油倍率大于20g/g，吸油飽和時(shí)間小于20min。
[0025] (3)將本發(fā)明的吸油材料進(jìn)一步制成非織造吸油氈，即可在工業(yè)中吸附和回收廢 油。在制備非織造吸油氈時(shí)，考慮到亞麻廢棄物的纖維強(qiáng)度較低，在原料中混入了少量滌綸 纖維以提高非織造吸油氈的強(qiáng)度，達(dá)到多次重復(fù)使用的目的。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
[0027] 實(shí)施例1 :制備一種亞麻廢棄物吸油材料和由其制成的非織造吸油氈
[0028] (1)本實(shí)施例亞麻廢棄物吸油材料的制備方法，具體包括以下步驟：
[0029] 步驟一，亞麻廢棄物預(yù)處理
[0030] 亞麻廢棄物多以織物狀、紗線狀、纖維狀存在，首先將亞麻廢棄物依次經(jīng)過清洗、 烘干、紫外線輻射消毒處理，然后將其切割為10-20mm長的短亞麻，并利用梳棉機(jī)充分開松 為亞麻纖維。
[0031] 步驟二，制備亞麻廢棄物吸油材料
[0032] 1)亞麻纖維的活化處理。采用低溫等離子體儀對亞麻纖維進(jìn)行活化處理，其處理 壓強(qiáng)為30Pa，處理時(shí)間為90s，處理介質(zhì)為空氣。
[0033] 2)苯乙烯單體的預(yù)處理。將IOml苯乙烯單體放在分液漏斗中，用50ml 5%的氫 氧化鈉溶液分3次洗滌，然后用蒸餾水洗滌到水層為中性為止，收集洗滌后的苯乙烯單體 再干燥2小時(shí)。
[0034] 3)亞麻纖維接枝改性。在裝有機(jī)械攪拌器、回流冷凝管和溫度計(jì)的四口燒瓶中加 入250ml正辛醇，將Ig活化處理的亞麻纖維加入其中，升溫至70°C并保溫IOmin后，再依 次加入0.1 Og過氧化苯甲酰引發(fā)劑和2g預(yù)處理過的苯乙烯單體，70°C恒溫反應(yīng)2h至聚合 反應(yīng)結(jié)束，再分別用60°C熱水和無水乙醇洗滌反應(yīng)產(chǎn)物，各洗滌4次，最后置于干燥箱內(nèi)在 60°C溫度下干燥至恒重即得該亞麻廢棄物吸油材料。
[0035] (2)本實(shí)施例非織造吸油氈的制備方法為：將70kg上述制備得到的亞麻廢棄物吸 油材料與30kg滌綸纖維混合均勻，并依次經(jīng)開松工藝、梳理工藝制成纖維網(wǎng)；將纖維網(wǎng)喂 入針刺機(jī)中經(jīng)加固制成非織造布，即得到該非織造吸油氈。
[0036] (3)對本實(shí)施例制備的非織造吸油氈參照《ASTM D95-2005石油產(chǎn)品水分測定蒸 餾法》，測定其吸附含油廢水后的吸水量m，根據(jù)公式
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種亞麻廢棄物吸油材料，其特征在于，所述亞麻廢棄物吸油材料包括親油改性的 亞麻纖維，所述亞麻纖維來自亞麻廢棄物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的亞麻廢棄物吸油材料，其特征在于，所述親油改性的亞麻纖 維為接枝苯乙烯的亞麻纖維。
3. -種亞麻廢棄物吸油材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一，亞麻廢棄物預(yù)處理 將亞麻廢棄物依次經(jīng)過清洗、烘干、紫外線輻射消毒處理，然后將其切割并充分開松為 亞麻纖維； 步驟二，制備亞麻廢棄物吸油材料 首先進(jìn)行所述亞麻纖維活化處理，其次進(jìn)行苯乙烯單體的預(yù)處理，然后將活化處理的 亞麻纖維加入反應(yīng)容器，升溫至反應(yīng)溫度，再依次加入引發(fā)劑和預(yù)處理過的苯乙烯單體，恒 溫反應(yīng)至聚合反應(yīng)結(jié)束，最后分別用水和無水乙醇洗滌反應(yīng)產(chǎn)物，干燥至恒重即得所述亞 麻廢棄物吸油材料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟二所述亞麻纖維活化處理采用 低溫等離子體活化技術(shù)，其處理壓強(qiáng)為30-40Pa，處理時(shí)間為70-90S，處理介質(zhì)為空氣。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟二所述苯乙烯單體的預(yù)處理包 括以下步驟：將苯乙烯單體放在分液漏斗中，用質(zhì)量濃度為5%的氫氧化鈉溶液洗滌，然后 用蒸餾水洗滌到水層為中性為止，最后收集洗滌后的苯乙烯單體干燥去除水分。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述活化處理的亞麻纖維、預(yù)處理過 的苯乙烯單體的質(zhì)量比為1:2~1:4。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述引發(fā)劑為過氧化苯甲酰。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)溫度為70-80°C。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述苯乙烯單體和氫氧化鈉溶液的 體積比為1:5~1:10。
10. -種非織造吸油氈，其特征在于，至少由權(quán)利要求1所述的亞麻廢棄物吸油材料和 滌綸纖維制成；其制備方法包括以下步驟：將上述亞麻廢棄物吸油材料與滌綸纖維混合， 并依次經(jīng)開松工藝、梳理工藝制成纖維網(wǎng)；將所述纖維網(wǎng)喂入針刺機(jī)中經(jīng)加固制成非織造 布，即得到所述非織造吸油氈。
【專利摘要】本發(fā)明屬于功能性紡織品技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及亞麻廢棄物吸油材料及其制備方法和非織造吸油氈。該亞麻廢棄物吸油材料包括親油改性的亞麻纖維，亞麻纖維來自亞麻廢棄物。其制備方法為采用化學(xué)接枝法對亞麻纖維進(jìn)行親油疏水改性。由該亞麻廢棄物吸油材料和滌綸纖維制成的非織造吸油氈具有高效、快速的吸油能力，且能多次重復(fù)使用，實(shí)現(xiàn)了以廢治污的目的。
【IPC分類】D04H1-46, D06M14-04, D06M10-10, D04H1-4382, C09K3-32
【公開號】CN104746329
【申請?zhí)枴緾N201510134108
【發(fā)明人】陳莉, 張彩寧
【申請人】西安工程大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月25日