CN110935415B - 一种用于油水混合液分离的改性聚四氟乙烯复合聚结填料 - Google Patents

一种用于油水混合液分离的改性聚四氟乙烯复合聚结填料 Download PDF

Info

Publication number
CN110935415B
CN110935415B CN201911278696.3A CN201911278696A CN110935415B CN 110935415 B CN110935415 B CN 110935415B CN 201911278696 A CN201911278696 A CN 201911278696A CN 110935415 B CN110935415 B CN 110935415B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fiber
polytetrafluoroethylene
composite
oil
fibers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911278696.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110935415A (zh
Inventor
王炳捷
白志山
赵生豪
杨晓勇
田涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
East China University of Science and Technology
Original Assignee
East China University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by East China University of Science and Technology filed Critical East China University of Science and Technology
Priority to CN201911278696.3A priority Critical patent/CN110935415B/zh
Publication of CN110935415A publication Critical patent/CN110935415A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110935415B publication Critical patent/CN110935415B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/30—Loose or shaped packing elements, e.g. Raschig rings or Berl saddles, for pouring into the apparatus for mass or heat transfer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/40—Devices for separating or removing fatty or oily substances or similar floating material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/30—Details relating to random packing elements
    • B01J2219/304—Composition or microstructure of the elements
    • B01J2219/30466—Plastics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/30—Details relating to random packing elements
    • B01J2219/318—Manufacturing aspects

Abstract

本发明涉及一种用于油水混合液分离的改性聚四氟乙烯复合聚结填料。首先结合硫酸溶液浸泡、羟基化修饰、硅烷化改性和氨基化封端反应，配合引发剂、偶联剂和封端剂，对聚四氟乙烯纤维进行强化疏水改性处理。随后，改性聚四氟乙烯纤维以齿形结构与奇数根(n＝3,5,7,...)金属纤维混编成复合聚结材料纤维束，再将复合聚结材料纤维束以十字型交错编织成纤维网。最后，将多块纤维网以并联方式组合成为复合聚结填料。此复合聚结填料通过十字形交织网状结构对微油滴的拦截作用和齿形编织的强化疏水改性聚四氟乙烯纤维对微油滴的捕集特性，可实现油水混合液中微油滴的高效去除。

Description

一种用于油水混合液分离的改性聚四氟乙烯复合聚结填料
技术领域
本发明涉及一种用于油水混合液分离的改性聚四氟乙烯复合聚结填料。属于水处理技术领域。
背景技术
含油废水主要来源于石油炼制、石油化工、钢铁、机械加工等工业部门生产装置的油水分离过程以及油品、设备的洗涤、冲洗过程，其中的油类物质种类众多，包含天然石油、石油产品、焦油、以及乳化油等。而油类物质在废水中的存在形式多样，可分为浮油、乳化油和溶解油，其中以浮油和乳化油的存在形式居多。而浮油可以通过过滤、静置、絮凝、沉淀等方式实现较好的去除，而以乳化状微油滴形式存在的这种油类物质，由于油滴表面有一层由乳化剂形成的稳定薄膜，阻碍了油滴合并，难以通过以上方式从废水中静沉分离出来，加大了含油废水的处理难度。纤维聚结除油方法以纤维表面的亲疏水特性实现油水混合液的物理分离，具有不添加化学试剂、无二次污染、稳定可靠等特性。然而传统的油水分离材料的界面润湿特性不明显，亲油性和疏水性均较弱，对浓度和粘度差异大的油水混合液的分离效率低下。因此，开发一种性能优良的低成本油水分离材料是当下纤维聚结除油技术发展和工业废水处理应用的迫切需求。
中国发明专利(CN103864176A)公开了一种用于油田采出水处理的多级可调间距改性聚结填料。此发明通过在支撑杆上设置可调螺栓或卡箍来调节聚丙烯纤维共混改性的水平波折流聚结板间的间距，实现对油田采出水的稳定处理。但是该材料仅依靠材料原始的亲疏水特性，配合聚结板结构设计和间距调控，其结果是油水分离性能较低，且由于大量采用金属板作为支撑，投入成本高昂。
中国发明专利(CN108658169A)公开了一种用于冷轧浓油废水除油的改性聚丙烯复合聚结材料及制备方法。此发明中首先分别对聚丙烯纤维和不锈钢丝进行十六烷基溴化吡啶改性和表面钝化处理，提升聚丙烯纤维的亲油疏水性。然后利用改性聚丙烯纤维和钝化不锈钢丝编织成为改性聚丙烯复合聚结材料。
中国发明专利(CN109200628A)公开了一种用于油水分离的聚结纤维材料。此发明中聚结纤维材料于纤维丝长度方向上间隔形成多个呈周期性均匀分布的变径结构，由于周期性变径结构的存在使得吸附于表面的水份在表面张力的作用下能够迅速实现汇集，可由此捕获微小水滴并实现快速聚结分离。该种聚结纤维材料结构以及制备方法简单，但是仅依靠结构的变化，并没有改变材料本身的亲疏水特性，并不能显著提升油水分离效率，且由于纤维直径变化较大，降低了纤维的抗拉强度。
中国发明专利(CN106823470B)公开了一种利用接枝共聚方法制备的用于水脱油的复合聚结材料。此发明中首先对聚丙烯纤维进行强酸改性和丙烯酸乙酯接枝处理，获得改性聚丙烯纤维。然后通过改性聚丙烯纤维与缠绕304不锈钢金属丝混编获得亲油疏水复合纤维。最后采用亲油疏水复合纤维和亲水疏油玻璃纤维的米字型交错编织方式获得复合聚结材料。但是由于对聚丙烯纤维的改性过程涉及到高锰酸钾和丙烯酸乙酯在强酸条件下的反应，不仅危险性高，同时反应稳定性差。且将两种表面润湿特性截然相反的纤维进行混编并用于水脱油应用，会造成油滴在纤维表面的不稳定捕集和无法聚结长大，不适用于工业中的油水分离。
聚四氟乙烯具有极高的耐化学腐蚀性能，其本身也具有一定的亲油疏水特性，但是由于较低的机械性能，不能单独作为聚结纤维材料使用。通过结合金属纤维作为承载骨架，特别是选用具有柔韧性好、机械性能佳、耐热耐腐蚀等特性的不锈钢金属纤维，以多种纤维混编方式所获得复合纤维材料，具有良好的机械强度、稳定的亲油疏水特性，可作为功能性填料实现油水混合液的分离，具有极大地应用潜力。
接枝共聚是一种聚合物化学改性方法，通过改变大分子链上的原子或者原子团的种类及其结合方式，将具有不同性质的两种链段组合在一起，改变聚合物大分子的化学结构，形成性能特殊的接枝物，实现聚合物材料性能的优化或者赋予其原本所不具备的特性。该方法具有工艺简单，改性性能稳定，对设备及环境要求低等优点，已成为扩大聚合物应用领域的有效方法。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种以特定编织方式制备的、性能优异可靠的改性聚四氟乙烯复合聚结填料，可用于油水混合液的高效分离。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于油水混合液分离的改性聚四氟乙烯复合聚结填料，其特征在于，所属的改性聚四氟乙烯复合聚结填料是通过以下步骤制备得到的：
步骤一：对聚四氟乙烯纤维原料进行预清洗和硫酸溶液处理，得到微孔聚四氟乙烯纤维；
步骤二：对微孔聚四氟乙烯纤维进行双氧水溶液处理，得到羟基化聚四氟乙烯纤维；
步骤三：基于引发剂和改性剂对羟基化聚四氟乙烯纤维进行硅烷化处理，得到硅烷化聚四氟乙烯纤维；
步骤四：基于氨类封端剂和交联剂对硅烷化聚四氟乙烯纤维进行接枝共聚物封端处理，得到强化疏水聚四氟乙烯纤维；
步骤五：采用金属纤维为骨架，以齿形编织的方式在奇数根金属纤维上缠绕步骤四所得的强化疏水改性聚四氟乙烯纤维，使编织的强化疏水改性聚四氟乙烯纤维的齿形方向相一致，得到复合聚结材料纤维束；
步骤六：以十字型交错编织的方式将步骤五所得复合聚结材料纤维束编织成复合聚结材料纤维网，确保编织的纤维网中改性聚四氟乙烯纤维的齿形方向相一致，其中纤维网孔为边长2-5mm的正方形；
步骤七：将至少2块步骤六所得的复合聚结材料纤维网以并联方式组合成为用于油水混合液分离的改性聚四氟乙烯复合聚结填料；其中每块复合聚结材料纤维网的间距为0.5-1cm，孔隙率为0.7-0.95。
步骤一中所述的聚四氟乙烯纤维原料的直径为10-80μm。
步骤一中所述的预清洗过程为：依次利用50-80％体积分数的乙醇溶液和20-50％体积分数的丙酮溶液对聚四氟乙烯纤维原料浸泡4-6小时，然后超声清洗15-30分钟后沥干备用；
步骤一所述的硫酸溶液处理为：采用20-40％质量分数的硫酸溶液对预清洗处理后的聚四氟乙烯纤维浸泡1-2小时，随后用过量去离子水清洗2-3次，并于30-40℃在真空恒温干燥箱中烘干10-12小时，得到微孔聚四氟乙烯纤维。
步骤二所述的双氧水溶液处理为：用10-40％质量分数的双氧水溶液对步骤一所得的微孔聚四氟乙烯纤维在90-100℃，150-200rpm条件下恒温搅拌，处理1-2小时，每100g微孔聚四氟乙烯纤维需要500mL的上述双氧水溶液进行浸泡；随后依次利用10-20％体积分数的乙醇溶液和过量去离子水进行清洗1-2次，并置于真空恒温干燥箱中在35-45℃下烘干3-4小时，得到羟基化聚四氟乙烯纤维。
步骤三中所述的硅烷化处理为：将步骤二所得羟基化聚四氟乙烯纤维置于含10-20wt％的3-氨基丙基三乙氧基硅烷的无水乙醇溶液中，以占乙醇溶液1-5wt％的乙酸为引发剂，3-氨基丙基三乙氧基硅烷为改性剂，在70-90℃恒温条件下反应6-8小时，其中每100g羟基化聚四氟乙烯纤维需要500mL的上述乙醇溶液进行硅烷化改性处理；反应结束后，利用过量去离子水清洗3-4次，得到硅烷化聚四氟乙烯纤维。
步骤四中所述的接枝共聚物封端处理为：将步骤三所得硅烷化聚四氟乙烯纤维置于含2-5wt％硫脲的丙酮溶液中，以占丙酮溶液0.5-2wt％的环氧氯丙烷为引发剂，硫脲为氨类封端剂，在60-70℃恒温搅拌条件下充分反应4-6小时，每100g硅烷化聚四氟乙烯纤维需要500mL的上述丙酮溶液进行改性处理；最后，依次采用10-20％体积分数的乙醇溶液和过量去离子水清洗纤维3-4次，并在35-45℃下真空恒温干燥箱烘干10-12小时，得到强化疏水改性聚四氟乙烯纤维。
步骤五中所述的金属纤维为铅、铜、铝、不锈钢制成的金属纤维中的一种或者多种，金属纤维根数不少于3根，直径为100-200μm。
步骤七中所述复合聚结材料纤维网的正面为齿形所在面，所有复合聚结材料纤维网的正面均与来流方向相对。
本发明通过对聚四氟乙烯纤维原料依次采用硫酸溶液浸泡、羟基化修饰、硅烷化改性和氨基化封端反应处理，配合引发剂、偶联剂和封端剂，在赋予纤维表面大量储油微孔，提升纤维表面粗糙度和比表面积的同时，利用强憎水性超支化聚合物在羟基化聚四氟乙烯纤维表面的稳定接枝，降低油相在纤维表面的界面能，提升聚四氟乙烯纤维的亲油疏水特性。
本发明以多种金属纤维作为支撑骨架，采用齿形缠绕方式将强化疏水改性聚四氟乙烯纤维与金属纤维骨架混编，实现了高性能亲油疏水纤维材料在1维线性空间中的齿形密集缠绕、2维平面空间中的多孔有序排列、以及3维立体空间中的可调控有序堆叠。可显著提升微油滴与纤维表面的接触面积和相互作用强度，防止聚四氟乙烯纤维的断裂和脱落，利于复合纤维编织物的成型、剪裁及再加工。
有益效果
本发明中齿形缠绕和十字交错混合编织所得的改性聚四氟乙烯复合聚结填料可明显提升油水混合液的分离效率，将其用于油水混合液分离工艺，可实现浓油废水中轻(重)质油和水的高效分离(比单用改性纤维填料的高出20-35％)，以及废油的资源化回收利用。此发明技术以微界面亲疏水特性实现两相的物理分离，不添加任何化学试剂。同时，改性聚四氟乙烯复合聚结填料可组装在聚结器、纤维床等静设备中优化整套废水处理工艺，且无需额外配置动力输入装置(泵)，与现有技术相比，极大地降低了浓油废水的处理难度和成本，具有可观的经济效益。
附图说明
图1为聚四氟乙烯纤维强化疏水改性工艺流程图
图2为强化疏水改性聚四氟乙烯纤维与3根金属纤维的齿形编织结构示意图
图3为复合聚结材料纤维束十字型交错编织网状结构示意图
图4为微油滴在改性聚四氟乙烯复合聚结填料表面的聚结长大过程机理
图5为改性聚四氟乙烯复合聚结填料除油机理示意图
图6(a)为改性聚四氟乙烯复合聚结填料用于油水混合液分离过程前微油滴的形态
图6(b)为改性聚四氟乙烯复合聚结填料用于油水混合液分离过程后微油滴的形态
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
附图2中以3根金属纤维作为支撑骨架为例，采用齿形编织方式得到复合聚结材料纤维束。该编织方式可实现亲油疏水的改性聚四氟乙烯纤维(齿顶)和亲水疏油的金属纤维(齿底)在复合聚结材料纤维束中的单侧交替排布。
附图4中含油废水由左侧进入，并与改性聚四氟乙烯复合聚结填料正面相互作用。在齿形编织结构中，亲水疏油的金属纤维(齿底)会促使废水中的微油滴向两侧具有亲油疏水特性的改性聚四氟乙烯纤维(齿顶)表面移动，并在改性聚四氟乙烯纤维表面逐渐聚结长大。当微油滴长大到一定程度后，会在自身重力和浮力的作用下从聚结填料表面脱落，实现含油废水的油水分离。该齿形编织结构能够有效避免高浓度和高粘度的微油滴在纤维束表面的完全包裹从而形成的稳定油膜，极大地延长了改性聚四氟乙烯复合聚结填料的使用寿命，拓展了该种聚结填料适用处理对象的范围。
附图5中油水混合液所含的微油滴在改性聚四氟乙烯复合聚结填料中亲水疏油金属纤维的驱使作用下，向亲油疏水的改性聚四氟乙烯纤维表面运动，可以实现小尺寸微油滴在改性聚四氟乙烯纤维表面的聚结分离。同时，聚结填料本身的多孔结构特性，可实现较大尺寸微油滴的拦截分离。
附图6中利用本发明所开发的改性聚四氟乙烯复合聚结填料处理油水混合液(异辛烷和去离子水的体积比为1∶2)，通过采集处理前后油水混合液，并结合光学显微镜观测可知，经过改性聚四氟乙烯复合聚结填料处理的油水混合液中的微油滴含量显著降低。
实施例1：浙江省某炼油厂含油废水的深度分离处理
处理对象：浙江省某炼油厂的含油废水，含油率为20-30％，含水率为60-70％，固体及其他杂质成分占5-10％。该含油废水经过初步的絮凝沉淀处理后的含油量为600-1000ppm。
强化疏水改性聚四氟乙烯纤维制备：利用本发明所述的方法，称取直径为50μm的聚四氟乙烯纤维原料500g，依次利用50％(体积分数)乙醇溶液和50％(体积分数)丙酮溶液对其进行浸泡清洗，并采用超声清洗方式去除纤维表面的杂质和油性物质；接着采用35％(质量分数)硫酸溶液对预清洗后的聚四氟乙烯纤维进行浸泡处理2小时后，在真空恒温干燥箱中30℃烘干10小时，得到微孔聚四氟乙烯纤维；然后采用30％(质量分数的)双氧水溶液(2.5L)在恒温搅拌(90℃，150rpm)条件下对微孔聚四氟乙烯纤维进行羟基化处理2小时，并进行清洗干燥处理，得到羟基化聚四氟乙烯纤维；完后以占乙醇溶液2％(质量分数)乙酸作为引发剂，占乙醇溶液20％(质量分数)3-氨基丙基三乙氧基硅烷为改性剂，80℃恒温条件下，在2.5L上述乙醇溶液中对羟基化聚四氟乙烯纤维进行硅烷化改性6小时，并利用去离子水清洗，得到硅烷化聚四氟乙烯纤维；最后，以占丙酮溶液1％(质量分数)的环氧氯丙烷为引发剂，占丙酮溶液4％(质量分数)硫脲为氨类封端剂，60℃恒温搅拌条件下，在2.5L上述丙酮溶液中对硅烷化聚四氟乙烯纤维进行氨基化封端处理6小时，并对其进行清洗干燥处理后，得到强化疏水改性聚四氟乙烯纤维。
改性聚四氟乙烯复合聚结填料制备：针对低浓度和低粘度含油废水处理对象，采用304不锈钢纤维(直径为100μm)作为支撑骨架，以齿形编织的方式在3根304不锈钢纤维上缠绕强化疏水改性聚四氟乙烯纤维，确保编织的强化疏水改性聚四氟乙烯纤维的齿形方向相一致，得到复合聚结材料纤维束；以十字型交错编织的方式将所得的复合聚结材料纤维束编织成复合聚结材料纤维网，确保所编织纤维网中的强化疏水改性聚四氟乙烯纤维的齿形方向相一致，纤维网孔为边长2mm的正方形；将复合聚结材料纤维网(4块)按照相同的齿形方向，以并联方式组合成为用于油水混合液分离的改性聚四氟乙烯复合聚结填料，其中每块复合聚结材料纤维网的间距为0.5cm，孔隙率为0.7。
应用效果：将本发明所述的改性聚四氟乙烯复合聚结填料用于该炼油厂的含油废水处理，除油效率可达到94-97％。
实施例2：陕西省某采油厂采油废水的深度分离处理
处理对象：陕西省某采油厂的采油废水，含油率为40-50％，含水率为40-50％，固体及其他杂质成分占5-10％。该含油废水经过初步沉淀处理后的含油量为2000-2500ppm。
按照实施例1所述制备强化疏水改性聚四氟乙烯纤维。
改性聚四氟乙烯复合聚结填料制备：针对高浓度和高粘度含油废水处理对象，采用304不锈钢纤维(直径为200μm)作为支撑骨架，以齿形编织的方式在5根304不锈钢纤维上缠绕强化疏水改性聚四氟乙烯纤维，确保编织的强化疏水改性聚四氟乙烯纤维的齿形方向相一致，得到复合聚结材料纤维束；以十字型交错编织的方式将所得的复合聚结材料纤维束编织成复合聚结材料纤维网，确保所编织纤维网中的强化疏水改性聚四氟乙烯纤维的齿形方向相一致，纤维网孔为边长5mm的正方形；将复合聚结材料纤维网(8块)按照相同的齿形方向，以并联方式组合成为用于油水混合液分离的改性聚四氟乙烯复合聚结填料，其中每块复合聚结材料纤维网的间距为0.8cm，孔隙率为0.9。
应用效果：将本发明所述的改性聚四氟乙烯复合聚结填料用于该采油厂的采油废水处理，除油效率可达到90-94％。
实施例3：江苏省某机械加工厂含油机加工废水的深度分离处理
处理对象：江苏省某机械加工厂的含油机加工废水，含油率为30-40％，含水率为50-60％，固体及其他杂质成分占10-20％。该含油机加工废水经过初步的过滤沉淀处理后的含油量为1600-2000ppm。
按照实施例1所述制备强化疏水改性聚四氟乙烯纤维。
改性聚四氟乙烯复合聚结填料制备：针对高浓度和低粘度含油废水处理对象，采用304不锈钢纤维(直径为200μm)作为支撑骨架，以齿形编织的方式在5根304不锈钢纤维上缠绕强化疏水改性聚四氟乙烯纤维，确保编织的强化疏水改性聚四氟乙烯纤维的齿形方向相一致，得到复合聚结材料纤维束；以十字型交错编织的方式将所得的复合聚结材料纤维束编织成复合聚结材料纤维网，确保所编织纤维网中的强化疏水改性聚四氟乙烯纤维的齿形方向相一致，纤维网孔为边长4mm的正方形；将复合聚结材料纤维网(6块)按照相同的齿形方向，以并联方式组合成为用于油水混合液分离的改性聚四氟乙烯复合聚结填料，其中每块复合聚结材料纤维网的间距为0.5cm，孔隙率为0.8。
应用效果：将本发明所述的改性聚四氟乙烯复合聚结填料用于该机械加工厂的含油机加工废水处理，除油效率可达到92-96％。

Claims (5)

1.一种用于油水混合液分离的改性聚四氟乙烯复合聚结填料，其特征在于，所述的改性聚四氟乙烯复合聚结填料是通过以下步骤制备得到的：
步骤一：对聚四氟乙烯纤维原料进行预清洗和硫酸溶液处理，得到微孔聚四氟乙烯纤维；
步骤二：对微孔聚四氟乙烯纤维进行双氧水溶液处理，即：用10-40％质量分数的双氧水溶液对步骤一所得的微孔聚四氟乙烯纤维在90-100℃，150-200rpm条件下恒温搅拌，处理1-2小时，每100g微孔聚四氟乙烯纤维需要500mL的上述双氧水溶液进行浸泡；随后依次利用10-20％体积分数的乙醇溶液和过量去离子水进行清洗1-2次，并置于真空恒温干燥箱中在35-45℃下烘干3-4小时，得到羟基化聚四氟乙烯纤维；
步骤三：基于引发剂和改性剂对羟基化聚四氟乙烯纤维进行硅烷化处理，即：将步骤二所得羟基化聚四氟乙烯纤维置于含10-20wt％的3-氨基丙基三乙氧基硅烷的无水乙醇溶液中，以占无水乙醇溶液1-5wt％的乙酸为引发剂，3-氨基丙基三乙氧基硅烷为改性剂，在70-90℃恒温条件下反应6-8小时，其中每100g羟基化聚四氟乙烯纤维需要500mL的上述乙醇溶液进行硅烷化改性处理；反应结束后，利用过量去离子水清洗3-4次，得到硅烷化聚四氟乙烯纤维；
步骤四：基于氨类封端剂和交联剂对硅烷化聚四氟乙烯纤维进行接枝共聚物封端处理，即：将步骤三所得硅烷化聚四氟乙烯纤维置于含2-5wt％硫脲的丙酮溶液中，以占丙酮溶液0.5-2wt％的环氧氯丙烷为引发剂，硫脲为氨类封端剂，在60-70℃恒温搅拌条件下充分反应4-6小时，每100g硅烷化聚四氟乙烯纤维需要500mL的上述丙酮溶液进行改性处理；最后，依次采用10-20％体积分数的乙醇溶液和过量去离子水清洗纤维3-4次，并在35-45℃下真空恒温干燥箱烘干10-12小时，得到强化疏水改性聚四氟乙烯纤维；
步骤五：采用金属纤维为骨架，以齿形编织的方式在奇数根金属纤维上缠绕步骤四所得的强化疏水改性聚四氟乙烯纤维，确保编织的强化疏水改性聚四氟乙烯纤维的齿形方向相一致，得到复合聚结材料纤维束；
步骤六：以十字型交错编织的方式将步骤五所得复合聚结材料纤维束编织成复合聚结材料纤维网，确保所编织纤维网中的强化疏水改性聚四氟乙烯纤维的齿形方向相一致，其中纤维网孔为边长2-5mm的正方形；
步骤七：将至少2块步骤六所得的复合聚结材料纤维网以并联方式组合成为用于油水混合液分离的改性聚四氟乙烯复合聚结填料；其中每块复合聚结材料纤维网的间距为0.5-1cm，孔隙率为0.7-0.95。
2.如权利要求1所述的改性聚四氟乙烯复合聚结填料，其特征在于，步骤一中所述的聚四氟乙烯纤维原料的直径为10-80μm。
3.如权利要求1所述的改性聚四氟乙烯复合聚结填料，其特征在于，步骤一中所述的预清洗过程为：依次利用50-80％体积分数的乙醇溶液和20-50％体积分数的丙酮溶液对聚四氟乙烯纤维原料浸泡4-6小时，然后超声清洗15-30分钟后沥干备用；
步骤一所述的硫酸溶液处理为：采用20-40％质量分数的硫酸溶液对预清洗处理后的聚四氟乙烯纤维浸泡1-2小时，随后用过量去离子水清洗2-3次，并于30-40℃在真空恒温干燥箱中烘干10-12小时，得到微孔聚四氟乙烯纤维。
4.如权利要求1所述的改性聚四氟乙烯复合聚结填料，其特征在于，步骤五中所述的金属纤维为铅、铜、铝、不锈钢制成的金属纤维中的一种或多种，金属纤维根数不少于3根，直径为100-200μm。
5.如权利要求1所述的改性聚四氟乙烯复合聚结填料，其特征在于，步骤七中所述复合聚结材料纤维网的正面为齿形所在面，所有复合聚结材料纤维网的正面均与来流方向相对。
CN201911278696.3A 2019-12-10 2019-12-10 一种用于油水混合液分离的改性聚四氟乙烯复合聚结填料 Active CN110935415B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911278696.3A CN110935415B (zh) 2019-12-10 2019-12-10 一种用于油水混合液分离的改性聚四氟乙烯复合聚结填料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911278696.3A CN110935415B (zh) 2019-12-10 2019-12-10 一种用于油水混合液分离的改性聚四氟乙烯复合聚结填料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110935415A CN110935415A (zh) 2020-03-31
CN110935415B true CN110935415B (zh) 2021-10-15

Family

ID=69910808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911278696.3A Active CN110935415B (zh) 2019-12-10 2019-12-10 一种用于油水混合液分离的改性聚四氟乙烯复合聚结填料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110935415B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111778716B (zh) * 2020-06-04 2022-10-11 上海灿越化工科技有限公司 一种疏水性氧化石墨烯/碳纳米管协同强化聚四氟乙烯纤维亲油性能的方法
CN112175670B (zh) * 2020-10-09 2022-03-04 宁波博汇化工科技股份有限公司 一种环保芳烃油二段氢化前高压汽提除杂方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02115234A (ja) * 1988-10-26 1990-04-27 Tdk Corp 架橋ポリフッ化ビニリデンの製造方法
CN1318075A (zh) * 1998-09-15 2001-10-17 国际电力有限公司 水基接枝
CN1571821A (zh) * 2001-10-23 2005-01-26 旭硝子株式会社 氟树脂粉体涂料组合物
WO2013046056A2 (en) * 2011-09-28 2013-04-04 King Abdullah University Of Science And Technology Grafted membranes and substrates having surfaces with switchable superoleophilicity and superoleophobicity and applications thereof
WO2015175029A1 (en) * 2014-01-30 2015-11-19 University Of Houston System Graphitic nanocomposites in solid state matrices and methods for making same
DE102014225672A1 (de) * 2014-12-12 2016-06-16 Leibniz-Institut Für Polymerforschung Dresden E.V. Modifizierte PTFE-Festschmierstoffe und Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung
CN106012525A (zh) * 2016-06-22 2016-10-12 华东理工大学 应用于含油污水处理的聚四氟乙烯纤维超疏水改性方法
CN106699979A (zh) * 2016-12-05 2017-05-24 彭州市运达知识产权服务有限公司 一种PTFE‑g‑MAH改性聚合物及其制备方法
CN108328696A (zh) * 2017-01-20 2018-07-27 宝山钢铁股份有限公司 一种用于冶金乳化液废水脱油的改性聚四氟乙烯复合聚结材料的制备方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005039654A1 (de) * 2005-08-22 2007-03-01 Basf Ag Mesoporöses metallorganisches Gerüstmaterial
CN103088629B (zh) * 2012-12-18 2015-06-03 华南理工大学 一种对pet织物表面进行超疏水改性的方法
DE102013203129A1 (de) * 2013-02-26 2014-08-28 Wacker Chemie Ag Asymmetrisch poröse Membranen aus vernetztem thermoplastischem Siliconelastomer

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02115234A (ja) * 1988-10-26 1990-04-27 Tdk Corp 架橋ポリフッ化ビニリデンの製造方法
CN1318075A (zh) * 1998-09-15 2001-10-17 国际电力有限公司 水基接枝
CN1571821A (zh) * 2001-10-23 2005-01-26 旭硝子株式会社 氟树脂粉体涂料组合物
WO2013046056A2 (en) * 2011-09-28 2013-04-04 King Abdullah University Of Science And Technology Grafted membranes and substrates having surfaces with switchable superoleophilicity and superoleophobicity and applications thereof
WO2015175029A1 (en) * 2014-01-30 2015-11-19 University Of Houston System Graphitic nanocomposites in solid state matrices and methods for making same
DE102014225672A1 (de) * 2014-12-12 2016-06-16 Leibniz-Institut Für Polymerforschung Dresden E.V. Modifizierte PTFE-Festschmierstoffe und Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung
CN106012525A (zh) * 2016-06-22 2016-10-12 华东理工大学 应用于含油污水处理的聚四氟乙烯纤维超疏水改性方法
CN106699979A (zh) * 2016-12-05 2017-05-24 彭州市运达知识产权服务有限公司 一种PTFE‑g‑MAH改性聚合物及其制备方法
CN108328696A (zh) * 2017-01-20 2018-07-27 宝山钢铁股份有限公司 一种用于冶金乳化液废水脱油的改性聚四氟乙烯复合聚结材料的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
One-step transformation of highly hydrophobic membranes into superhydrophilic and underwater superoleophobic ones for high-efficiency separation of oil-in-water emulsions;Zhenxing Wang;《Journal of material chemistry A》;20180201;第465-470页 *
复配偶联剂对SiO2/聚四氟乙烯复合材料性能的影响;游媛媛;《复合材料学报》;20150430;第3391-3396 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110935415A (zh) 2020-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110935415B (zh) 一种用于油水混合液分离的改性聚四氟乙烯复合聚结填料
CN106823470B (zh) 一种用于水脱油的复合聚结材料
Ali et al. Design, engineering and analytical perspectives of membrane materials with smart surfaces for efficient oil/water separation
Zhang et al. Hierarchically stabilized PAN/β-FeOOH nanofibrous membrane for efficient water purification with excellent antifouling performance and robust solvent resistance
CN206063856U (zh) 一种采用聚四氟乙烯滤膜的油水分离装置
CN111330462A (zh) 一种超疏水破乳油水分离膜材料及其制备方法和应用
WO2015176196A1 (zh) 一种对含低浓度污油的废水进行深度除油的方法及装置
Chen et al. Enhanced oil adsorption and nano-emulsion separation of nanofibrous aerogels by coordination of pomelo peel-derived biochar
Dong et al. Concus Finn Capillary driven fast viscous oil-spills removal by superhydrophobic cruciate polyester fibers
CN110251994B (zh) 一种基于二维材料的按需油水分离膜及其制备方法
WO2022040790A1 (en) Dual-functional superwettable nano-structured membrane
Xiong et al. Waste PET derived Janus fibrous membrane for efficient oil/water emulsions separation
CN104817150B (zh) 一种复合型破乳絮凝剂
Liu et al. L-lysine functionalized Ti3C2Tx coated polyurethane sponge for high-throughput oil–water separation
Jin et al. Efficient demulsification of ultralow-concentration crude oil-in-water emulsion by three-dimensional superhydrophilic channels
CN106492509B (zh) 一种组合式液滴分离装置及分离方法
Liu et al. Separate reclamation of oil and surfactant from oil-in-water emulsion with a CO2-responsive material
KR101654582B1 (ko) 원뿔형 부유 고분자 필터, 및 그의 제조장치 및 제조방법, 및 그를 포함하는 수처리 필터
Jin et al. Dissecting the Chain Length Effect on Separation of Alkane-in-Water Emulsions with Superwetting Microchannels
CN103952852B (zh) 一种适用于油水深度分离的ω型纤维编织方法
CN113307399A (zh) 一种海上油田高含油生产水分级净化的装置和方法
CN103952853A (zh) 一种适用于油水分离的x型纤维编织方法
CN108786183B (zh) 一种用于油水分离的超疏水-超亲油网的制备方法
Wang et al. Polyethylenimine-Modified Glass Fiber by a Sulfur-Based Coupling Reaction for Selective Demulsification of Oil/Water Emulsions
CN111303931B (zh) 一种重污油脱水方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant