本发明专利技术公开了一种用于油水分离的聚丙烯纤维的制备方法及由该方法制备的聚丙烯纤维，包括以下步骤：S1.对包含聚丙烯、稀释剂和成核剂的混合物进行纺丝处理，得到初生纤维；S2.使所述初生纤维经过10-100mm的空气纺程；S3.对步骤S2得到的初生纤维进行冷却处理，得到纤维长丝；S4.对所述纤维长丝进行萃取处理，得到所述聚丙烯纤维。本发明专利技术方法工艺简便，生产路径短，根据本发明专利技术的方法制备的聚丙烯纤维孔径适中、机械强度高、分离性能优良，应用于油水分离中，分离效率高。本发明专利技术还提供了一种用于油水分离的装置，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。的应用前景。的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
一种用于油水分离的聚丙烯纤维的制备方法及应用
[0001]本专利技术涉及一种用于油水分离的聚丙烯纤维的制备方法，由该方法制备的聚丙烯纤维材料，以及其在油水分离中的应用，还涉及一种用于油水分离的装置，属于水处理
技术介绍
[0002]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。
[0003]聚结分离法作为一种物理除油方法，将重力分离和聚结技术融为一体，利用油水密度差的特性，实现分离过程。聚结分离器具有动力能耗低，分离效率高，操作弹性大等优点，当含油污水通过聚结分离器时，油滴与聚结材料相互作用，由于材料表面的亲油性，油滴与材料表面形成一定厚度的连续油膜，后续的油滴通过该表面时，液滴与层膜间形成夹液层，液滴在排液过程中，液膜逐渐变形、减薄，当液膜达到临界值时发生破裂，两液滴实现融合而聚并长大，小油滴逐渐聚并为大油滴，随着水流的牵引力，大油滴摆脱聚结材料的吸附，实现脱落，在浮力的作用下进入油层而分离。聚结法除油其技术关键是聚结材料，聚结材料可分为多孔材、纤维材和粒状材等，其中纤维材能制成直径较细、表面积较大的材料，可具有显著的除油效能。聚结过程主要靠阻截、扩散作用，只有当油滴移动到靠近材料的表面时才能由范德华引力作用而被材质所捕获，所以起作用的仅系外表面，故外表面越大时油滴靠近材料、附着的机率就越高，材料的表面积对油滴聚结效果有较为显著的影响，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。
[0004]利用TIPS法可制备具有发达微孔粗糙表面的聚结纤维材料，即将聚合物与高沸点的小分子化合物(稀释剂)在高温下(高于结晶聚合物的熔点)形成均相溶液，在降温过程中会出现固-液或液-液相分离，脱除稀释剂后，即可获得具有微孔结构的聚合物多孔纤维材料，TIPS法制备多孔纤维的重点和难点在于小分子化合物(稀释剂)的选择，要求稀释剂在高温下与聚合物有良好的相溶性，低挥发性、热稳定性好，此外，还要求稀释剂具有低毒性、对健康和环境的负面影响较小。已有报道使用的邻苯二甲酸酯类中的邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛脂具有生物微毒性，可通过胃肠道、呼吸道和皮肤吸收而进入机体，在多孔纤维制备过程中容易影响劳动环境产生危害，被欧盟REACH法规限制使用，因此，随着环境保护法律日益严格，对环境友好的绿色稀释剂或低毒、低害溶剂的需求将越来越强烈。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是根据现有技术中存在的缺陷，提供一种用于油水分离的聚丙烯纤
维的制备方法，使用环保无毒的邻苯二甲酸酯类化合物作为稀释剂，同时加入成核剂，将亲油树脂通过热致相分离法制成表面聚结的纤维材料，增加表面的粗糙度和表面积，本专利技术方法工艺简便，生产路径短，根据本专利技术的方法制备的聚丙烯纤维孔径适中、机械强度高、分离性能优良，应用于油水分离中，分离效果较好，本专利技术还提供了一种用于油水分离的装置，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。
[0006]根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于油水分离的聚丙烯纤维的制备方法，包括以下步骤：
[0007]S1.对包含聚丙烯、稀释剂和成核剂的混合物进行纺丝处理，得到初生纤维；
[0008]S2.使所述初生纤维经过10-100mm的空气纺程；
[0009]S3.对步骤S2得到的初生纤维进行冷却处理，得到纤维长丝；
[0010]S4.对所述纤维长丝进行萃取处理，得到所述聚丙烯纤维。
[0011]根据本专利技术的一些实施方式，所述步骤S1包括：
[0012]1A.对包含聚丙烯、稀释剂和成核剂的混合物进行熔融和脱泡处理，得到纺丝液；
[0013]1B.将所述纺丝液输送至喷丝头，经喷丝头挤出得到初生纤维。
[0014]根据本专利技术的优选实施方式，在所述混合物中，聚丙烯所占的质量百分比为20-90％，成核剂所占的质量百分比为0.1-5％，其余为稀释剂。
[0015]根据本专利技术的优选实施方式，所述聚丙烯树脂的熔融指数为0.1-100g/10min，此熔融指数范围的聚丙烯树脂原料流动性、加工性及机械性能较好，熔融指数测试条件为温度230℃，负载砝码2.16公斤。
[0016]根据本专利技术的优选实施方式，所述稀释剂包括植物油和任选的邻苯二甲酸酯类化合物，其中所述稀释剂中植物油的含量为10-100％。
[0017]根据本专利技术的优选实施方式，所述植物油包括花生油、蓖麻油和大豆油中的至少一种。
[0018]根据本专利技术的优选实施方式，所述邻苯二甲酸酯类化合物包括邻苯二甲酸二环己酯和/或邻苯二甲酸二(2-丙基庚)酯。
[0019]根据本专利技术的优选实施方式，所述成核剂包括β晶型成核剂，优选包括酰胺类成核剂、山梨醇类成核剂和稀土金属类成核剂中的至少一种。
[0020]根据本专利技术的优选实施方式，所述酰胺类成核剂包括N，N-二环己基对苯二甲酰胺和/或N，N-二环己基对苯-2，6-萘二酰胺。
[0021]根据本专利技术的优选实施方式，所述山梨醇类成核剂包括TMB-1(四甲基联苯胺)；和/或所述稀土金属类成核剂包括WBG(稀土金属氧化物、稀土金属硬脂酸盐的复配)、庚二酸钙盐和辛二酸钙盐中的至少一种。
[0022]根据本专利技术的优选实施方式，所述熔融处理的温度为175-230℃，时间为0.5-3h；所述脱泡处理的时间为0.5-3h。
[0023]根据本专利技术的优选实施例，所述步骤1A可按照如下方法进行：将聚丙烯、稀释剂和成核剂加入到带有搅拌装置的纺丝釜中得到混合物，然后加热至175-230℃，并在通氮气的条件下搅拌0.5-3h，混合均匀；停止搅拌后，静置脱泡0.5-3h，得到纺丝液。
[0024]根据本专利技术的一些实施方式，所述喷丝头的孔径为0.1-5mm，温度为140-180℃。
[0025]根据本专利技术的优选实施例，所述步骤1B可按照如下方法进行：过滤纺丝液，然后用计量泵将过滤后的纺丝液输送至喷丝头，以恒定的速率经喷丝头挤出得到初生纤维。
[0026]根据本专利技术的一些实施方式，所述步骤S3中使所述初生纤维经过至少三级凝固浴进行冷却处理；优选地，使所述初生纤维首先通过100-120℃的一级凝固浴进行冷却，然后通过50-80℃的二级凝固浴进行冷却，最后通过0-20℃的三级凝固浴进行冷却，制得所述纤维长丝。
[0027]根据本专利技术的优选实施方式，所述一级凝固浴的介质包括植物油和任选的邻苯二甲酸酯类化合物，其中所述稀释剂中植物油的含量为10-100％；和/或所述植物油包括花生本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于油水分离的聚丙烯纤维的制备方法，包括以下步骤：S1.对包含聚丙烯、稀释剂和成核剂的混合物进行纺丝处理，得到初生纤维；S2.使所述初生纤维经过10-100mm的空气纺程；S3.对步骤S2得到的初生纤维进行冷却处理，得到纤维长丝；S4.对所述纤维长丝进行萃取处理，得到所述用于油水分离的聚丙烯纤维。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括：1A.对包含聚丙烯、稀释剂和成核剂的混合物进行熔融和脱泡处理，得到纺丝液；1B.将所述纺丝液输送至喷丝头，经喷丝头挤出得到初生纤维。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在所述混合物中，聚丙烯所占的质量百分比为20-90％，成核剂所占的质量百分比为0.1-5％，其余为稀释剂。4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述稀释剂包括植物油和任选的邻苯二甲酸酯类化合物，其中所述稀释剂中植物油的含量为10-100％；和/或所述植物油包括花生油、蓖麻油和大豆油中的至少一种；和/或所述邻苯二甲酸酯类化合物包括邻苯二甲酸二环己酯和/或邻苯二甲酸二(2-丙基庚)酯。5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述成核剂包括β晶型成核剂，优选包括酰胺类成核剂、山梨醇类成核剂和稀土金属类成核剂中的至少一种；和/或所述酰胺类成核剂包括N,N-二环己基对苯二甲酰胺和/或N,N-二环己基对苯-2,6-萘二酰胺；和/或所述山梨醇类成核剂包括TMB-1；和/或所述稀土金属类成核剂包括WBG、庚二酸钙盐和辛二酸钙盐中的至少一种。6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述熔融处理的温度为175-230℃，时间为0.5-3h；所述脱泡处理的时间为0.5-3h。7.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中使所述初生纤维经过...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨丽，彭海珠，李宇，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：
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