基于POSS基的有机/无机杂化超疏水/超亲油表面的构建及其油水分离机理的研究

Trace water in gas or oil of airplanes and automobiles can lead to reduction of engines life, even safety problem. Simple and feasible method of coalescence separattion can remove the trace water in gas or oil, which is of great signifiance for safe work of airplanes and automobiles. In this project, construction and influence rules on seperation process of trace water from gas or oil for superhydrophobic/olephilic structure on the surface of coalescence seperating filter will be studied. Firstly, series of organic/inorganic hybrid hydrophobic/oleophilic block copolymer with POSS groups will be prepared using controlled radical polymerization method. Secondly, the POSS groups of copolymer can aggregate and self-assemble to construct superhydrophobic/oleophilic composite structure on the filter mesh. Finally, the method of FLUENT and DPD simulation and oil-water separation experiment will be used to obtain the correlation law among chemical composition and structure characteristics of hydrophobic/oleophilic surface, hydromechanics behavior and oil-water separation efficiency. The success of research can develop the theory of oil-water separation and help to design and develop new type oil-water separation filter with high performance.

飞机汽车使用的燃油或者液压油中的微量水份轻者会影响发动机的寿命，重者会带来飞机汽车的安全事故。采用聚结分离这一简单可行的分离方法对燃油或者液压油中的微量水份进行脱除，对于飞机汽车的安全使用有着重要的意义。本项目拟研究聚结分离介质表面的超疏水超亲油复合多尺度结构的构建及对油中微量水份离过程的作用规律，首先采用活性可控自由基聚合的方法制备含POSS基的有机/无机杂化疏水亲油复合嵌段共聚物，再利用共聚物中POSS基的聚集自组装，在金属滤网上构筑超疏水超亲油复合多尺度结构，最后利用Fluent、DPD等模拟技术，结合油水分离试验，获得超疏水超亲油复合多尺度结构的表面化学组成和形貌结构特征、流体力学行为和油水分离效率三者之间的内在关联规律，促进油水分离技术理论的发展，为新型高效油水分离介质的设计与开发提供理论指导。

燃油中微量水份的分离对于动力系统的安全性至关重要。本项目主要研究了聚结分离介质表面的超疏水超亲油复合多尺度结构的构建及对油中微量水份分离过程的作用规律，首先采用活性可控自由基聚合的方法制备了系列含POSS基的有机/无机杂化疏水亲油复合嵌段共聚物，并利用DPD模拟与实验相结合的方法，系统研究了复合嵌段共聚物在选择性溶剂中的聚集自组装行为，在此基础上，利用共聚物中POSS基的聚集自组装，在分离滤网上构筑超疏水超亲油复合多尺度结构，进行油水分离试验，研究探索了超疏水超亲油复合多尺度结构的表面化学组成和形貌结构特征、油水两相在分离界面上的流动行为和油水分离效率三者之间的内在关联规律；在此研究的基础上，还针对亲油表面油粘滞性堵塞网孔的问题，设计了超亲水-水下超疏油表面进行油水分离；系列研究丰富了油水分离理论，为新型高效油水分离介质的设计与开发提供理论指导。