聚乳酸基三维多孔吸油材料的制备与研究

摘要

随着全球经济的快速发展，工业含油污废水,生活废水以及海洋石油泄漏等造成的油污染问题越来越严重，对环境和人类健康的危害越来越大。而目前广泛用于油污处理的材料有聚丙烯熔喷布以及合成高分子如聚氨酯等经过发泡成型工艺制备而成的多孔材料，这些材料具有较好的吸油性性能，但是不可降解，在油污处理的过程中本身易污染，重复使用性差，不利于生态环境。因此本论文立足于成本低廉、工艺简单且可实现快速吸油的环保材料的开发，选择可生物降解的生物基高分子材料——聚乳酸（P LA）和可降解且来源广泛的天然木棉纤维作为主要原料，采用不良溶剂诱导液-液相分离成多孔材料的方法，在室温环境下真空干燥制备三维多孔材料。并通过SEM、FTIR、DSC等测试方法来表征材料的物理性能，通过一系列吸油指标的测试来表征材料吸油性能，主要对以下内容进行了研究与分析：
　　（1）研究了聚乳酸多孔材料相分离成型工艺。成型过程中不良溶剂的比例、聚乳酸浓度、相分离温度都会对孔径结构有影响，且低温低浓度条件下，密度低，孔隙率高，吸油速率快。通过接触角测试，当一滴5ul的水滴在材料表面上，呈现的接触约大小为130°；当一滴5ul的油滴在材料的表面上，迅速铺展开，呈现的接触角大小约为0°，表现出较好亲油疏水的性能。
　　（2）通过添加木棉纤维，制备了聚乳酸/木棉纤维复合多孔材料，研究了木棉纤维对材料吸油性能的影响。根据聚乳酸浓度不同，添加不同含量的木棉纤维，实验结果显示加入木棉纤维促进了聚乳酸结晶，在吸油性能方面也有积极作用，促进了吸油速率及吸油倍率的增加，与此同时聚乳酸/木棉纤维复合之后形成的多孔材料孔隙率有所下降。
　　（3）通过添加无机盐，制备了聚乳酸/木棉纤维/盐淅沥多孔材料；以及添加聚己内酯，制备了聚乳酸/聚己内酯多孔材料，研究了材料的孔径和弹性对吸油性能的影响。通过S EM表征，能够明显的看出孔径增大了，并且在大孔壁上还有很多尺寸较小的通孔结构，聚乳酸/木棉纤维/盐淅沥多孔材料表现出较快的吸油速率，及较大的吸油倍率，高达12g/g~17g/g；木棉纤维同时也起了增强体的作用，使得材料重复多次使用后的形态保持较好，重复使用率较高，且使用后可以生物降解，对环境无污染。此外聚己内酯与聚乳酸共混后，材料的弹性性能还有待进一步改善。

目录

声明

第一章 引言

1. 1吸油材料研究背景

1. 2吸油材料发展概况

1. 3相分离多孔材料概况

1. 4 本论文研究目的及内容

第二章 聚乳酸多孔吸油材料的制备与性能研究

2. 1实验部分

2. 2 聚乳酸多孔材料成型机理

2. 3聚乳酸多孔材料性能测试

2. 4结果与分析

2. 5聚乳酸多孔材料与其他吸油材料吸油性能对比

2. 6本章小结

第三章 聚乳酸/木棉纤维复合多孔材料的制备与性能研究

3. 1实验部分

3. 2聚乳酸/木棉纤维复合多孔吸油材料的性能测试与分析

3.3本章小结

第四章 盐淅沥法制备聚乳酸多孔材料的探究

4. 1实验部分

4. 2 盐淅沥多孔材料性能分析

4.3聚乳酸/聚己内酯共混多孔材料性能分析

4.4本章小结

第五章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢