基于熔喷技术的羽毛球纤维聚丙烯熔喷滤芯的制备及过滤吸附性能研究

基于熔喷技术的羽毛球纤维聚丙烯熔喷滤芯的制备及过滤吸附性能研究

羽毛是一种便宜的天然角蛋白纤维。一些国家每年生产近1亿株羽毛，基本上是作为残留物处理的，这给生态环境带来了重大污染。羽毛纤维用于重金属废水处理,需将其成型为具有一定形状和力学性能的材料.文献[9]采用非织造工艺将羽毛纤维与聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维加工成具有一定力学性能的非织造布,并研究其对Cu1试验部分1.1pp切片鸭毛(已去除羽轴和油脂的羽绒丝,扬州市甘泉羽绒厂),PP切片(熔体指数为1500g/min,岳阳石化有限公司);硝酸铅,尿素,焦亚硫酸钠(Na1.2羽毛纤维的改性将5g焦亚硫酸钠和20g尿素加入200mL去离子水中混合均匀,然后放入浴锅中加热至65℃后恒温.将10g羽毛纤维加入上述溶液中,搅拌均匀后放置2h,用滤纸过滤,分离羽毛纤维和溶液,用去离子水将羽毛纤维清洗干净并烘干.按上述方法制备改性羽毛纤维,用于改性羽毛纤维/PP熔喷滤芯的制备.1.3熔喷纤维/pp熔喷滤芯的制备羽毛纤维/PP熔喷滤芯生产装置示意图如图1所示,在常规熔喷非织造设备上增加了羽毛喷洒装置,使羽毛纤维均匀加入到熔喷PP纤维中.称取一定量的羽毛纤维喂入喷洒装置中,由风机将羽毛纤维按照一定的速度均匀吹出,与从熔喷挤出机喷丝孔喷出的PP纤维流混合,集结于横动着的滤芯接收辊上,得到羽毛纤维/PP熔喷滤芯.其中,滤芯中羽毛纤维的质量可通过调节风箱中羽毛纤维的加入量来控制.羽毛纤维/PP熔喷滤芯照片如图2所示.本文制备了羽毛纤维/PP熔喷滤芯(13种滤芯制备过程中,选用了相同的熔喷工艺,其中热空气压力为0.46MPa,辊筒的转速和接收辊的横动速度分别为25.4r/min和464.2cm/min.由于11.4动态滤芯pb在实验室搭建滤芯动态吸附装置,其示意图如图3所示,该装置主要由压力表、流量计、滤芯装载装置以及潜水泵等组成.将100mg/L的硝酸铅溶液倒入一定容量的容器中,在潜水泵的抽吸作用下,硝酸铅溶液依次经过阀门、压力表1和流量计1后进入滤芯装载装置,溶液从滤芯表面进入滤芯内部,然后从滤芯底端的小孔流出,再依次经过压力表2和流量计2后返回容器中,如此反复循环.经过一段时间的动态循环吸附后,溶液中的Pb1.5压降-流量测试用滤芯动态吸附装置(如图3)测定滤芯的压降-流量,在测试过程中,把混入回路中的空气减少到最小.先测定整个回路的压降-流量(即未安装滤芯),逐步增加流量并记录压力差,再逐步减小流量并记录压力差,取递增组和递减组的测试结果的平均值p1.6红外-拉拔分析将改性前后的羽毛纤维与KBr混合研磨制成压片,然后采用NicoletNexus670+RamanModule型傅里叶变换红外-拉曼光谱仪测试样品的结构变化,扫描范围为500~4000cm1.7Pb用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES,美国Leeman公司Prodigy型)测试溶液中Pb2结果与分析2.1滤芯过滤性能的影响因素体积密度是熔喷滤芯的一个重要参数,滤芯体积密度的大小直接影响滤芯的过滤性能.另外,滤芯的体积密度与熔喷工艺密切相关,尤其受到热空气压力、接收距离、辊筒转速及接收辊横动速度的影响2.2改性羽毛纤维/pp熔喷滤芯过滤性能压降-流量曲线是滤芯性能的重要考核指标之一.改性羽毛纤维/PP熔喷滤芯与纯PP熔喷滤芯的压降-流量曲线如图4所示.由图4可知,改性羽毛纤维/PP熔喷滤芯和纯PP熔喷滤芯的压降和流量呈线性关系,且在相同流量下,改性羽毛纤维/PP熔喷滤芯的压降要比纯PP熔喷滤芯高.这主要是由于改性羽毛纤维/PP熔喷滤芯的体积密度较大,相同流量时受到的阻力比纯PP熔喷滤芯大.3种滤芯压降随时间变化情况如图5所示.从图5可以看出,相同时间下,改性羽毛纤维/PP熔喷滤芯的压降要比纯PP熔喷滤芯高,这也是由于改性羽毛纤维/PP熔喷滤芯的体积密度比纯PP熔喷滤芯大.同时,在动态循环吸附的初始阶段,3种熔喷滤芯的压降皆随时间的增加而增加,之后趋于平缓.这是因为在初级阶段,硝酸铅溶液流经滤芯时要克服滤芯孔隙间的空气压力,随着循环吸附的进行,硝酸铅溶液逐渐充满滤芯的孔隙,随之压降趋于平缓.如果长期循环吸附,将会出现滤芯压降增加现象,则可能是滤芯孔隙被不溶性物质堵塞而引起的.2.3硝酸铅溶液中pb的测定分别将2g羽毛纤维、改性后羽毛纤维及熔喷PP纤维置于100mg/L的硝酸铅溶液中,放置1h后过滤掉纤维,然后测试硝酸铅溶液中Pb从图6可以看出,Na2.4过滤芯对pb3种滤芯对Pb3改性羽毛纤维/pp熔喷滤芯的压降本文选用Na(1)通过改变熔喷工艺,可将羽毛纤维