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1、碩士學位論文紙基油水分離材料的制備及其性能研究作者姓名司景航學科專業(yè)生物質(zhì)科學與工程指導教師周雪松副研究員所在學院輕工科學與工程學院論文提交日期2018年6月PreparationofOil-waterSeparationMaterialBasedonPaperandItsPerformanceResearchADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：SiJinghangSupervisor：AssociateProf.ZhouXue
2、songSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分類號：TS753學校代號：10561學號：201520120432華南理工大學碩士學位論文紙基油水分離材料的制備及其性能研究作者姓名：司景航指導教師姓名、職稱：周雪松副研究員申請學位級別：工學碩士學科專業(yè)名稱：生物質(zhì)科學與工程研究方向：特種造紙化學品論文提交日期：2018年6月6日論文答辯日期：2018年5月31日學位授予單位：華南理工大學學位授予日期：年月日答辯委員會成員：主席：謝君委員：付
3、時雨、柴欣生、諶凡更、周雪松摘要陽離子苯丙乳液原料易得、制備方法簡單，聚合物抗水性良好且成膜性優(yōu)良。通過選擇適當?shù)木酆蠁误w，則所制備的陽離子苯丙乳液可在提高濾紙力學性能的同時，賦予濾紙較好的油水分離性能。然而單一結(jié)構(gòu)的聚合物尚無法滿足實際需求，因此，利用“荷葉效應”，在上述聚合物乳液中摻雜無機粒子，進而對濾紙表面進行修飾，增大其表面粗糙度，構(gòu)建出具有微米-納米分級粗糙結(jié)構(gòu)，以期提高濾紙的油水分離效率。本文以陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）與反應性非離子表面活性劑復配作為乳化劑體系
4、，以苯乙烯（St）和丙烯酸丁酯（BA）為主要單體，采用種子半連續(xù)法乳液聚合工藝制備陽離子苯丙乳液。探討了反應性乳化劑結(jié)構(gòu)對聚合物乳液性能以及浸膠后濾紙性能的影響。選用激光粒度分析儀表征自制乳液的粒徑及其分布，通過SEM、OCA-40表面張力儀對紙張浸膠前后的表面形貌、對水的靜態(tài)接觸角進行測試和表征。結(jié)果表明，當采用ER-10作為非離子乳化劑與陽離子乳化劑復配時，自制乳液對紙張的抗水性能和力學性能的提高最為顯著，其中紙張對水的靜態(tài)接觸角可達115.9°。采用溶膠-凝膠轉(zhuǎn)相法制備表面粗糙的纖維素-S
5、iO2復合顆粒。通過將復合顆粒沉積至濾紙表面，再噴淋乳液使顆粒粘附在濾紙纖維構(gòu)建出一種表面粗糙的濾紙，以此提高濾紙的油水分離效率。研究中探討了纖維素溶液的質(zhì)量分數(shù)對復合顆粒平均粒徑的影響，探討了復合顆粒粒徑、顆粒添加量對濾紙的油水分離效率的影響。研究表明，采用粒徑為13.9μm的復合顆粒，以8%的添加量沉積到濾紙表面，可得到性能最優(yōu)的油水分離濾紙，此時濾紙對水的靜態(tài)接觸角為143.7°。該濾紙對十六烷與水的混合液的分離效率為99.7%。以正硅酸乙酯（TEOS）和甲基三乙氧基硅烷（MTES）為前驅(qū)
6、體，采用溶膠-凝膠法制備出表面帶有疏水基團-CH3的納米SiO2粒子。研究了TEOS的添加量以及TEOS和MTES的配比對超疏水SiO2粒子的平均粒徑的影響。將制備的納米SiO2粒子與陽離子苯丙乳液共混，浸漬濾紙，在濾紙表面構(gòu)建出具有“微-納”組合的結(jié)構(gòu)，以期達到進一步提高濾紙油水分離效率的目的。探究了不同的納米SiO2粒子對油水分離濾紙的表面微觀結(jié)構(gòu)、靜態(tài)接觸角和油水分離效率的影響。研究結(jié)果表明，隨著SiO2粒子添加量增多，油水分離濾紙對水的靜態(tài)接觸角增大，油水分離效率提高。當SiO2粒子添加
7、量為1%時，油水分離濾紙對水的靜態(tài)接觸角達到148.4°，對不同油品（十六烷、汽油、柴油、煤油）與水的混合液的分離效率分別為99.8%、99.6%、99.1%、98.4%。關(guān)鍵詞：陽離子乳液；濾紙；油水分離；靜態(tài)接觸角IAbstractThepreparationmethodofcationicemulsionissimple,andtherequiredrawmaterialsarealsoeasytoobtain.Thepolymermembraneishydrophobicandhasgo
8、odfilmformingproperties.Thecationicemulsionenhancesthefilterpaper,whichcanimprovethemechanicalpropertiesofthefilterpaperandgivethefilterpaperexcellentoil-waterseparationperformance.However,asingle-structuredpolymercannotmeettheactualneeds.Therefore,u
