一种微生物载体填料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种材质为玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料的微生物载体填料的制备方法，属于水处理领域。
【背景技术】
[0002]我国工业化的迅速发展，城市化规模的不断扩大以及污废水处理的滞后，导致水源水水质逐渐恶化，源水受污染的程度越来越严重，尤其溶解性有机物增多、nh4+-n浓度过高等问题特别突出。溶解性有机物的增加，会使后续氯消毒过程中产生大量致畸、致癌、致突变的消毒副产物。氨氮的存在会使水体产生富营养化现象。而现有的常规给水处理混凝-沉淀-过滤-消毒工艺几乎对溶解性有机物及氨氮没有任何处理效果。因此，利用微生物的作用，在传统工艺的基础上对水源水进行生物预处理，降低水中的有机物和氨氮是当前供水企业的理想选择。
[0003]目前微污染生物预处理工艺主要有生物滤池、生物流化床、生物活性炭、生物转盘以及生物接触氧化法。从目前国内外进行的研究和工程实践的总结可以看出，生物预处理大多采用生物膜方法。而填料是生物膜预处理工艺的核心之一，它的材质和表面性能将直接影响微生物的附着、生长，进而影响废水的处理效果。目前，市场上常见的聚氯乙烯生物填料由于亲水性能和生物亲和性较差，导致在挂膜速度、挂膜量及膜与填料的紧密度方面存在不足，如对其进行适当的亲水与生物亲和改性以及活性炭和磁性改性，可望提高填料的传质、挂膜和水处理性能。另外PVC的冲击强度只有3?5kJ/m2，具有冲击强度低、热稳定性差等缺点，导致该填料容易老化，使用寿命较短。
[0004]同时，大部分填料强度低，材质松软，表面光滑，在水中呈漂浮状，即使在外力的作用下，也形不成全方位的“流化”状态，即不能与池子里的水完全反应。
【发明内容】
[0005]为了改进现有技术中存在的不足，本发明提供了一种材质为玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料的微生物载体填料的制备方法，制备步骤如下:
(1)将经干燥处理过的聚碳酸酯热塑性树脂经单螺杆挤出机挤出后得到熔融料；所述干燥处理为在约120?140°C下鼓风干燥3?5小时；
(2)将玻璃纤维原丝表面浸渍浸润剂，经拉丝、短切和烘干得到改性后的玻璃纤维短切原丝；其中，所述浸润剂由以下重量份的原料组成:
高密度聚乙烯(HDPE)树脂 30-50份；
十四酸-1-甲基乙基酯17-35份；
马来酸酐接枝聚烯烃弹性体 13-25份；
氯化十四烷基二甲基苄基铵 7-20份；
聚氧化乙稀烧基胺5-20份；
聚乙二醇月桂酸双酯12-28份； 纳米二氧化娃3-15份；
氨基三亚甲基膦酸0.8-4份；
偏硼酸钡0.1-2.5份；
N，N’ -双乙撑硬脂肪酸酰胺 2-5份；
2-氨基-5-胍基戊酸0.3-3份；
膨胀蛭石6-12份；
精氨酸双糖苷5-11份；
乌洛托品7-11份；
(3)将步骤(I)得到的聚碳酸酯熔融料与包覆改性处理后的玻璃纤维短切原丝经双螺杆挤出机共混，所述的玻璃纤维和聚碳酸酯的重量配比为15-25: 75-85 ;然后造粒制得玻璃纤维增强聚碳酸酯热塑性树脂粒料，其中，双螺杆挤出机料筒一区温度为265?290°C，二区温度为265?300°C，三区温度265?300°C，四区温度265?290°C，机头温度285?300°C，停留2?3min，压力12?13MPa ;之后真空干燥并经液压注塑机注射成型，制得材质为玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料的微生物载体填料；所述注塑机四段温度范围约为500-650°C，熔胶压力为6-8MPa ;所述玻璃纤维增强聚碳酸酯热塑性树脂复合材料的拉伸强度为130MPa、弯曲弹性模量大于15GPa。
[0006]优选地，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径为10?25 μ m0
[0007]优选地，所述的玻璃纤维和聚碳酸酯的重量配比为为18: 82。
[0008]本发明的优点在于:
1.克服了传统玻纤增强微生物填料亲水性和挂膜性差的缺陷，利用膨胀蛭石的多孔微片状结构，有效减轻玻璃纤维取向造成的各向异性，使填料载体具有优良的综合力学性能，抗冲击性能和稳定性，同时使玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料表面的粗糙到提升，大大增加了载体填料的比表面积，使微生物的亲和性和挂膜能力增强；
2.通过在玻纤增强复合材料中添加高密度聚乙烯(HDPE)树脂后，整体材料的缺口冲击韧性有较好的改善，热变形温度得到比较好的保留，熔体粘度得到较大的降低，因此改善了增强复合材料表面的玻纤分布效果，起到高强增韧的作用；
3.在外壁上形成的多空填料结构，使填料在水中呈悬浮翻滚状态，能够与水体充分接触，提尚水处理效果；
4.本发明通过采用聚乙二醇月桂酸双酯、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、N，N’-双乙撑硬脂肪酸酰胺、精氨酸双糖苷等复配使用对玻璃纤维改性处理，所制备的玻纤增强聚碳酸酯复合材料韧性好、强度高，抗老化，温度变化适应性强的特点。
【具体实施方式】
[0009]下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0010]实施例一:
(1)将经干燥处理过的聚碳酸酯热塑性树脂经单螺杆挤出机挤出后得到熔融料；所述干燥处理为在约120?140°C下鼓风干燥3?5小时；
(2)将玻璃纤维原丝表面浸渍浸润剂，经拉丝、短切和烘干得到改性后的玻璃纤维短切原丝；其中，所述浸润剂由以下重量份的原料组成: 高密度聚乙烯(HDPE)树脂 30份；
十四酸-1-甲基乙基酯17份；
马来酸酐接枝聚烯烃弹性体 13份；
氯化十四烷基二甲基苄基铵 7份；
聚氧化乙稀烷基胺5份；
聚乙二醇月桂酸双酯12份；
纳米二氧化娃3份；
氨基三亚甲基膦酸0.8份；
偏硼酸钡0.1份；
N，N’ -双乙撑硬脂肪酸酰胺 2份；
2-氨基-5-胍基戊酸0.3份；
膨胀蛭石6份；
精氨酸双糖苷5份；
乌洛托品7份；
(3)将步骤(I)得到的聚碳酸酯熔融料与包覆改性处理后的玻璃纤维短切原丝经双螺杆挤出机共混，所述的玻璃纤维和聚碳酸酯的重量配比为15: 85;然后造粒制得玻璃纤维增强聚碳酸酯热塑性树脂粒料，其中，双螺杆挤出机料筒一区温度为265?290°C，二区温度为265?300°C，三区温度265?300°C，四区温度265?290°C，机头温度285?300°C，停留2?3min，压力12?13MPa ;之后真空干燥并经液压注塑机注射成型，制得材质为玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料的微生物载体填料；所述注塑机四段温度范围约为500-650°C，熔胶压力为6-8MPa ;所述玻璃纤维增强聚碳酸酯热塑性树脂复合材料的拉伸强度为130MPa、弯曲弹性模量大于15GPa。
[0011]所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径为10 ym。
[0012]实施例二:
(1)将经干燥处理过的聚碳酸酯热塑性树脂经单螺杆挤出机挤出后得到熔融料；所述干燥处理为在约120?140°C下鼓风干燥3?5小时；
(2)将玻璃纤维原丝表面浸渍浸润剂，经拉丝、短切和烘干得到改性后的玻璃纤维短切原丝；其中，所述浸润剂由以下重量份的原料组成:
高密度聚乙烯(HDPE)树脂 50份；
十四酸-1-甲基乙基酯35份；
马来酸酐接枝聚烯烃弹性体 25份；
氯化十四烷基二甲基苄基铵 20份；
聚氧化乙稀烷基胺20份；
聚乙二醇月桂酸双酯28份；
纳米二氧化娃15份；
氨基三亚甲基膦酸4份；
偏硼酸钡2.5份；
N，N’ -双乙撑硬脂肪酸酰胺 5份；
2-氨基-5-胍基戊酸3份； 膨胀蛭石12份；
精氨酸双糖苷11份；
乌洛托品11份；
(3)将步骤(I)得到的聚碳酸酯熔融料与包覆改性处理后的玻璃纤维短切原丝经双螺杆挤出机共混，所述的玻璃纤维和聚碳酸酯的重量配比为25: 75;然后造粒制得玻璃纤维增强聚碳酸酯热塑性树脂粒料，其中，双螺杆挤出机料筒一区温度为265?290°C，二区温度为265?300°C，三区温度265?300°C，四区温度265?290°C，机头温度285?300°C，停留2?3min，压力12?13MPa ;之后真空干燥并经液压注塑机注射成型，制得材质为玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料的微生物载体填料；所述注塑机四段温度范围约为500-650°C，熔胶压力为6-8MPa ;所述玻璃纤维增强聚碳酸酯热塑性树脂复合材料的拉伸强度为130MPa、弯曲弹性模量大于15GPa。
[0013]所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径为25 μπι。
[0014]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
【主权项】
1.一种微生物载体填料的制备方法，其特征在于，制备步骤如下: (1)将经干燥处理过的聚碳酸酯热塑性树脂经单螺杆挤出机挤出后得到熔融料；所述干燥处理为在约120?140°C下鼓风干燥3?5小时； (2)将玻璃纤维原丝表面浸渍浸润剂，经拉丝、短切和烘干得到改性后的玻璃纤维短切原丝；其中，所述浸润剂由以下重量份的原料组成: 高密度聚乙烯(HDPE)树脂 30-50份； 十四酸-1-甲基乙基酯17-35份； 马来酸酐接枝聚烯烃弹性体 13-25份； 氯化十四烷基二甲基苄基铵 7-20份； 聚氧化乙稀烧基胺5-20份； 聚乙二醇月桂酸双酯12-28份； 纳米二氧化娃3-15份； 氨基三亚甲基膦酸0.8-4份； 偏硼酸钡0.1-2.5份； N，N’ -双乙撑硬脂肪酸酰胺 2-5份； 2-氨基-5-胍基戊酸0.3-3份； 膨胀蛭石6-12份； 精氨酸双糖苷5-11份； 乌洛托品约7-11份； (3)将步骤(I)得到的聚碳酸酯熔融料与包覆改性处理后的玻璃纤维短切原丝经双螺杆挤出机共混，所述的玻璃纤维和聚碳酸酯的重量配比为15-25: 75-85;然后造粒制得玻璃纤维增强聚碳酸酯热塑性树脂粒料，其中，双螺杆挤出机料筒一区温度为265?290°C，二区温度为265?300°C，三区温度265?300°C，四区温度265?290°C，机头温度285?300°C，停留2?3min，压力12?13MPa ;之后真空干燥并经液压注塑机注射成型，制得材质为玻璃纤维增强聚碳酸酯的微生物载体填料；所述注塑机四段温度范围约为500-650°C，熔胶压力为6-8MPa ;所述玻璃纤维增强聚碳酸酯热塑性树脂复合材料的拉伸强度为130MPa、弯曲弹性模量大于15GPa。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径为 10 ?25 μ??。3.根据权利要求1和2所述的制备方法，其特征在于，所述的玻璃纤维和聚碳酸酯的重量配比为为18: 82。
【专利摘要】本发明涉及一种微生物载体填料的制备方法，它由玻璃纤维增强聚碳酸酯热塑性树脂复合材料制成，所述的玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料是由玻璃纤维和聚碳酸酯热塑性树脂经双螺杆挤出机共混、造粒制得；然后取制得的玻璃纤维增强聚碳酸酯热塑性树脂复合材料经注塑机注塑成型，制成微生物载体填料；玻璃纤维在与聚碳酸酯共混前先进行以下表面改性处理，制备一种耐磨性能和抗老化性能好，抗冲击强度高，韧性强、比表面积大、生物挂膜性好的微生物载体填料。
【IPC分类】C08K9/04, C02F3/34, C08K9/02, C08K7/14, C08L69/00
【公开号】CN105086405
【申请号】CN201510503022
【发明人】黄佳雯
【申请人】黄佳雯
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年8月17日