本文選題：吸附　切入點(diǎn)：雙親性　出處：《天津工業(yè)大學(xué)》2017年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：本研究采用輻照接枝的方式將甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)單體引入聚丙烯非織造布表面,并通過(guò)與正辛胺開(kāi)環(huán)反應(yīng)制備出一種具有親疏水位點(diǎn)的雙親性非織造布(PP-g-GMA-OA)。系統(tǒng)研究了該非織造布對(duì)鄰苯二甲酸酯(DBP和DEHP)和雙酚A(BPA)等內(nèi)分泌干擾物(EDCs)的吸附性能和吸附行為。通過(guò)紅外(FTIR)、X射線光電子能譜(XPS)、掃描電子顯微鏡(SEM)、接觸角(CA)以及激光共聚焦掃描顯微鏡(CLSM)等方式,探究了 PP-g-GMA-OA非織造布的表面官能團(tuán)、元素組成、表面形貌、表面能和內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)。此外本研究還構(gòu)建了一種疏水性的對(duì)比結(jié)構(gòu)(PP-g-LMA),通過(guò)對(duì)兩者吸附性能、吸附動(dòng)力學(xué)、吸附作用力、吸附過(guò)程活化能等方面的對(duì)比,量化親疏水位點(diǎn)對(duì)于吸附行為的影響。采用紅外光譜分析和計(jì)算微分吸附焓的方法,檢測(cè)氫鍵作用和疏水作用力作用的存在,提出氫鍵作用與疏水作用的協(xié)同吸附過(guò)程,探究?jī)煞N作用力的協(xié)同吸附效應(yīng)。通過(guò)對(duì)比性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和改變?nèi)軇w系,建立方程量化氫鍵作用與疏水作用的參與度,結(jié)果表明疏水作用力是主要作用力,氫鍵作用輔助參與吸附。從吸附過(guò)程能量的角度提出氫鍵吸附優(yōu)先性原則,即吸附質(zhì)優(yōu)先占據(jù)能量較高的氫鍵吸附位點(diǎn),然后再占據(jù)能量相對(duì)較低的疏水作用位點(diǎn)。設(shè)計(jì)聚丙烯微粒接枝實(shí)驗(yàn),采用粒徑測(cè)試,將接枝構(gòu)型與吸附行為相結(jié)合,認(rèn)為接枝層具有收縮性構(gòu)型和舒張型構(gòu)型兩種構(gòu)型,相比于收縮型構(gòu)型,舒張型構(gòu)型能夠提供更多的吸附空間和吸附位點(diǎn),因此更有利于吸附。將污染體系擴(kuò)展到油水乳液,提出關(guān)于吸油材料構(gòu)建的兩個(gè)悖論,認(rèn)為強(qiáng)疏水性與高孔隙率等吸油材料的構(gòu)建方式忽視了溢油事故的實(shí)際情況。因此本研提出了雙親性改性和構(gòu)建貫穿通道的方法,成功地解決了常規(guī)吸附法無(wú)法清除油水乳液污染的問(wèn)題。最后本研究采用紫外輻照交聯(lián)法在聚丙烯吸油氈表面構(gòu)建高分子單向擴(kuò)散層(PP-g-LA-co-EGDMA吸油氈),解決了常規(guī)纖維型吸油材料吸附量低,保油性能差的問(wèn)題。當(dāng)發(fā)生飽和吸附時(shí),交聯(lián)層溶脹不僅增加吸油容量,而且交聯(lián)層內(nèi)部的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能夠有效阻止污染物滲出,增強(qiáng)保油性能。同時(shí)構(gòu)建的交聯(lián)層能夠可以支撐內(nèi)部的纖維結(jié)構(gòu),阻止基體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)塌陷,增強(qiáng)纖維材料的重復(fù)使用性能。
[Abstract]:In this study, the glycidyl methacrylate (GMA) monomer was introduced into the surface of polypropylene nonwovens by irradiation grafting. A kind of amphiphilic nonwovens PP-g-GMA-OAA with affinity water level was prepared by ring-opening reaction with n-octylamine. The adsorption properties of PP-g-GMA-OA-OAA for endocrine disrupters such as DBP and DEHP) and bisphenol A (BPA) were systematically studied. Adsorption behavior. By means of X-ray photoelectron spectroscopy (FTIR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning electron microscope (SEM), contact angle (CAA) and laser confocal scanning microscope (CLSM), The surface functional groups, elemental composition, surface morphology, surface energy and internal spatial structure of PP-g-GMA-OA nonwovens were investigated. Comparison of adsorption force, activation energy of adsorption process, quantification of influence of affinity water level point on adsorption behavior. Infrared spectrum analysis and calculation of differential adsorption enthalpy are used to detect the existence of hydrogen bond and hydrophobic force. The synergistic adsorption process of hydrogen bond and hydrophobic interaction was proposed, and the synergistic adsorption effect of the two forces was explored. By designing and changing the solvent system, the equation was established to quantify the participation of hydrogen bond and hydrophobic interaction. The results show that the hydrophobic force is the main force and the hydrogen bond plays an auxiliary role in the adsorption. From the point of view of the energy of the adsorption process, the principle of hydrogen bond adsorption priority is put forward, that is, the adsorbate preferentially occupies the high energy hydrogen bond adsorption site. Then the grafted polypropylene particles were designed and the grafted structure was combined with the adsorption behavior. It was concluded that the grafted layer had two configurations: shrinkage configuration and diastolic configuration. Compared with the contractile configuration, the diastolic configuration can provide more adsorption space and sites, so it is more favorable for adsorption. Two paradoxes about the construction of oil-absorbent materials are proposed by extending the polluted system to oil-water emulsion. It is considered that the construction of oil-absorbing materials such as strong hydrophobicity and high porosity ignores the actual situation of oil spill accidents. The problem that the conventional adsorption method can not remove the contamination of oil-water emulsion has been successfully solved. Finally, in this study, the unidirectional diffusion layer (PP-g-LA-co-EGDMA) was constructed on the surface of polypropylene oil absorbing felt by ultraviolet irradiation crosslinking method, which solved the problem of conventional fiber. Type A oil absorbent material with low adsorption capacity, When saturated adsorption occurs, the swelling of the crosslinked layer not only increases the oil absorption capacity, but also the three-dimensional network structure inside the crosslinked layer can effectively prevent the contaminants from leaking out. At the same time, the cross-linking layer can support the internal fiber structure, prevent the structure of the matrix from collapsing, and enhance the reusability of the fiber material.
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TS176;O647.3

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