功能吸附纤维:环保新卫士

在环境污染日趋严重的当下，有机物及其污水、废弃液造成的河流、湖泊、海洋、空气等污染具有环境持久性、生物累积性、半挥发性、远距离迁移性及高毒性等，对人类健康造成严重危害，亟待有效遏制和解决。传统吸油材料如粘土、海绵等因吸附倍率低、选择性差等不足，已不能满足环境治理要求，近年出现的合成吸油树脂为有机物的选择吸附处理提供了新的途径，但化学交联结构使其难以纺丝成形制备多种形态纤维制品，应用受限。

由苏州大学、天津工业大学、苏州天立蓝环保科技有限公司、邯郸恒永防护洁净用品有限公司联合承担的“功能吸附纤维的制备及其在工业有机废水处置中的关键技术”项目，在对工业有机废水污染体系和污染物分子结构特点分析基础上，针对性地设计合成具有特殊结构的聚合物，再采用特殊的纺丝成形技术，开发出对有机污染物快速、高容量、选择性吸附的纤维材料，突破了化学纤维只能具有线性大分子结构的传统观念，攻克了含大分子交联结构的有机物吸附功能纤维制备关键技术，开发了系列有机物吸附功能纤维及其非织造布产品，极大拓宽了合成吸油材料的应用范围。2012年，该项目获得了“纺织之光”中国纺织工业联合会科技进步一等奖。

据该项目的主要完成人之一，苏州大学环境治理与资源化研究中心副主任李华博士介绍，该项目的主要创新点如下。

（1）发明了含潜交联结构线性甲基丙烯酸酯系聚合物的合成技术，所得聚合产物具有良好的纺丝可纺性；

（2）首创了溶液纺丝-半互穿聚合物网络联用制备交联型聚甲基丙烯酸酯系有机物吸附功能纤维技术，进而开发出无需溶剂、工艺过程简单的双螺杆增塑挤出纺丝和基于大分子之间氢键作用机制的超分子自组装后交联技术，显著改善了成品纤维力学和吸附性能；

（3）发明了含甲基丙烯酸酯类单体的多元共聚、共混及纺丝成形和后交联技术，开发出系列有机物吸附功能纤维；

（4）发明了熔喷法吸附及吸附-过滤改性聚丙烯系纤维非织造布制备技术，开发出夹层型吸油毡、超细纤维吸油材料等多种形态非织造布产品；

（5）通过分子结构设计在材料内部形成特殊的化学基团，对污染物产生驱动效应从而使污染物可以自动向吸附材料靠拢，形成快速吸附；

（6）通过特殊致孔剂的设计合成使材料内部形成微纳孔径以增加比表面积，从而形成对污染物的大容量吸附；

（7）通过特殊交联剂设计合成使材料内部形成特殊网络结构，在吸附污染物时可以张网，在解吸附时又可以收网，满足反复吸附和解吸附的要求；

（8）通过对材料主链结构的设计合成，使材料具有足够强度，可在较强的机械碾压力和冲击力下不变形，从而提高材料的循环使用次数，降低环保处置成本。

据介绍，通过该项技术制造的产品对工业废水中有机污染物具有吸附速度快（接触即吸）、吸附容量高（可吸附自身重量10倍以上的污染物）、吸附选择性好、保油性能好及重复使用性能好（可重复使用100次以上）等特点，相比传统的活性炭吸附、氧化、絮凝等处置方法全面提升了工业有机废水的治理能力，简化了处置流程、降低了处置成本、实现中水回用、提高废物资源化利用率。

目前，该项目开发的技术已获授权美国发明专利2项、中国发明专利15项。项目组承担了国家863计划重点项目、国家科技支撑计划、国家自然科学基金项目、环保部公益行业科技支撑计划、天津市应用基础及前沿技术研究计划等省部级项目近30项。项目产品不仅在国内销售，还出口到美国、法国、德国、英国、阿联酋等30多个国家和地区，近 3年销售收入达11.24亿元，在美国墨西哥湾原油泄漏、大连“7·16”输油管道爆炸等数十起突发环境事故的治理中发挥了重要作用，取得显著的社会效益和经济效益。

该项目技术对提升我国高新技术纤维制备水平和促进新型功能纤维产品开发应用具有重要的示范意义，同时大大降低了环境风险、提高了污染物的资源化率，为环保治理技术创新提供了一种新理念、新材料、新装备和新工艺。