一种超疏水性纺织布及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种超疏水性纺织布及其制备方法与应用。该方法为：在引发剂偶氮二异丁腈的作用下，二乙烯基苯于有机溶剂中在纺织布上进行聚合反应，生成聚二乙烯基苯，形成超疏水纺织布。该纺织布接触角可以达到155.7°，表现出超疏水且超亲油的特性，可以对油水混合物进行有效选择性分离。本发明专利技术所制备的超疏水纺织布通过水热法即可完成制备，结构性能稳定，重现性好，可广泛应用于水污染控制、挥发性有机物吸附等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种超疏水性纺织布及其制备方法与应用
本专利技术属于功能材料
，具体涉及一种超疏水性纺织布及其制备方法与应用。
技术介绍
随着工业和社会经济的发展，有机溶剂的溢油和工业排放越来越严重，造成了严重的生态环境破坏。这些含油污染物一旦排入水环境中，显著降低水中溶解氧的含量，使水中浮游生物等因缺氧而死亡，并导致鱼和贝类变味，不宜食用。同时油类和它的分解产物存在着多种有毒物质，这些物质在水体中被水生生物摄取、吸收、富集，造成水生生物畸变。目前常用的去除水中油类物质的方法包括吸附、气浮、重力分离以及膜分离。然而，传统的油水分离技术能耗高，耗时长，效率低。而对于油/水分离或油吸附，纺织布由于具有柔韧性、价格低、密度高等优良特性而被认为是最具吸引力的材料之一，并且在2010年墨西哥湾漏油事件后得到广泛研究。然而，商业纺织品通常可以同时吸附油和水，这造成了分离效率低下。聚二乙烯基苯由于其孔结构丰富，表面粗糙且骨架为有机物，因此拥有超疏水的特性，因此常用于有机溶剂的吸附，然而由于聚二乙烯基苯为粉末状材料，在吸附处理后不易收集，因而在处理环境后遗落的聚二乙烯基苯仍是环境污染物，因此有作者采用涂覆的方法将聚二乙烯基苯与其它材料复合，然而涂覆法往往导致两种材料结合不够牢固。鉴于此，本专利技术直接在纺织品上原位生长聚二乙烯基苯，得到超疏水纺织布用以分离油水混合物，制得的疏水纺织布具有优异的机械稳定性、油水分离效果和重复使用性，且可以吸附挥发性有机物，应用于大气污染领域。
技术实现思路
本专利技术公开了一种在纺织布表面上直接原位生长聚二乙烯基苯以制备超疏水性纺织布的制备方法，该方法将制备出的超疏水纺织品可以选择性吸油，达到分离油水混合物的目的。本专利技术目的通过以下技术方案来实现：一种超疏水性纺织布的制备方法，其特征在于，通过将聚合剂、二乙烯基苯和纺织布于有机溶剂中分散、自组装、干燥的方法制备得到PDVB@纺织布疏水复合材料。上述方法包括以下步骤：取2.0~4.0g二乙烯基苯溶于16~64mL有机溶剂，再加入0~10mL水，然后加入0.05~0.40g引发剂，接着将该混合溶液室温搅拌3~5h，得到单体溶液；之后用纺织布吸取单体溶液至饱和，将吸附单体溶液的纺织布放入带有聚四氟乙烯衬里的不锈钢反应釜中，置于80~120℃的烘箱中24~48h；待自然冷却至室温后，打开反应釜，挥发有机溶液，即得超疏水纺织布。上述方法中，所述有机溶剂为四氢呋喃、乙酸乙酯或者丙酮。上述方法中，所述引发剂为偶氮二异丁腈或三氟化硼乙醚。上述方法中，二乙烯基苯：有机溶剂：引发剂的质量比为1：8~16：0.025~0.05。本专利技术中，原始纺织布同时吸收油、吸水，而此方法制备的纺织布则只能选择性地透过油。本专利技术中，可以通过控制纺织品吸收单体溶液的量，来控制纺织布上聚乙烯基苯的生成量。本专利技术纺织布具有较高的机械强度，可以重复使用。一种超疏水性纺织布，该超疏水性纺织布与水的接触角为153~155.7°，属于超疏水、亲油复合材料。一种超疏水性纺织布应用于对油水混合物进行有效选择性分离。一种超疏水性纺织布应用于对油水混合物进行选择性油吸附。一种超疏水性纺织布应用于对挥发性有机物的吸附。与现有技术相比，本专利技术的优势在于：本专利技术的工艺流程简单，纺织布的价格低廉，来源广泛，且可以重复利用。在整个过程中，无须使用精密仪器，制备方法简单，而所制得的超疏水纺织布水接触角为153~155°，具有疏水亲油的特点，可以快速进行油水分离，可以循环使用，并且对挥发性有机物具有良好的吸附效果。附图说明图1为原始纺织布的SEM图；图2为超疏水纺织布的SEM图；图3为超疏水纺织布对水的湿润性效果图；图4为普通纺织布对水的润湿性效果图；图5为超疏水纺织布的油水过滤分离图；图6为超疏水纺织布的油水分离测试图；图7为超疏水纺织布对氯仿循环分离效率图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步地具体详细描述，但本专利技术的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。实施例1取20mL四氢呋喃和2mL水进行混合，然后放入2g二乙烯基苯，随后加入0.05g偶氮二异丁腈，将混合溶液在室温搅拌4h。先用乙醇对纺织布进行超声清洗，再用水对纺织布经行超声清洗，之后放入烘箱中烘干。将纺织布吸取溶液，放入带有聚四氟乙烯衬里的不锈钢反应釜中，置于100℃的烘箱中24h。之后纺织布放在室温下冷却，挥发有机溶剂和水。实施例2量取40mL乙酸乙酯，然后放入4g二乙烯基苯，随后加入0.10g偶氮二异丁腈，将混合溶液在室温搅拌4h。先用乙醇对纺织布进行超声清洗，再用水对纺织布经行超声清洗，之后放入烘箱中烘干。将纺织布吸取溶液，放入带有聚四氟乙烯衬里的不锈钢反应釜中，置于100℃的烘箱中24h。之后纺织布放在室温下冷却，挥发有机溶剂和水。实施例3取30mL四氢呋喃和3mL水进行混合，然后放入3g二乙烯基苯，随后加入0.15g偶氮二异丁腈，将混合溶液在室温搅拌5h。先用乙醇对纺织布进行超声清洗，再用水对纺织布经行超声清洗，之后放入烘箱中烘干。将纺织布吸取溶液，放入带有聚四氟乙烯衬里的不锈钢反应釜中，置于110℃的烘箱中48h。之后纺织布放在室温下冷却，挥发有机溶剂和水。实施例4量取20mL四氢呋喃，然后放入2.5g二乙烯基苯，随后加入0.08g偶氮二异丁腈，将混合溶液在室温搅拌3.5h。先用乙醇对纺织布进行超声清洗，再用水对纺织布经行超声清洗，之后放入烘箱中烘干。将纺织布吸取溶液，放入带有聚四氟乙烯衬里的不锈钢反应釜中，置于120℃的烘箱中48h。之后纺织布放在室温下冷却，挥发有机溶剂和水。图3是实施例1所得产品超疏水纺织布对水的湿润性行为，超疏水纺织布上水滴以球形存在，疏水角为155.7°，而图4中的原纺织布则会迅速吸收水。油水分离测试：如图5，将实施例1所得超疏水纺织布装入玻璃器中，然后倒入100mL油/水混合物（氯仿，50％v/v），从图上可以看出，不溶性油可以很容易地渗透纺织布，而水则留在布表面上，达到快速油水分离效果。超疏水纺织布10次循环，分离效率都保持在99%左右，基本保持不变，说明具有良好的可重复性。油水分离测试：如附图6，用实施例1所得超疏水纺织布包裹住海绵，将其放入油水混合物中(甲苯用油红O染色，水用亚甲基蓝染色)，从图上可以看出，甲苯快速透过超疏水纺织布被海绵吸收，而水则不能被吸收，达到快速油水分离效果。气相甲苯静态吸附：取超疏水纺织布放入表面皿中，将液态甲苯装入烧杯中，二者放入密闭体系中，对该体系抽真空，从而得到12h气相甲苯静态吸附容量。一块超疏水纺织布，其布质量为1.43g，负载的聚二乙烯基苯质量为0.36g，吸附的气相甲苯为0.6541g。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超疏水性纺织布的制备方法，其特征在于，通过将聚合剂、二乙烯基苯和纺织布于有机溶剂中分散、自组装、干燥的方法制备得到PDVB@纺织布疏水复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种超疏水性纺织布的制备方法，其特征在于，通过将聚合剂、二乙烯基苯和纺织布于有机溶剂中分散、自组装、干燥的方法制备得到PDVB@纺织布疏水复合材料。2.根据权利要求1所述超疏水性纺织布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：取2.0~4.0g二乙烯基苯溶于16~64mL有机溶剂，再加入0~10mL水，然后加入0.05~0.40g引发剂，接着将该混合溶液室温搅拌3~5h，得到单体溶液；之后用纺织布吸取单体溶液至饱和，将吸附单体溶液的纺织布放入带有聚四氟乙烯衬里的不锈钢反应釜中，置于80~120℃的烘箱中24~48h；待自然冷却至室温后，打开反应釜，挥发有机溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡芸，谢俊，张金辉，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44