复合吸油棉

吸油性材料大致可分成兩類。其一為三維交聯式網狀結構，乃靠內部的微小孔隙鎖住油類分子，例如海綿、棉花、衛生紙、麻織物等纖維製品即是。其二為長鏈狀的有機化合物，乃靠親油基與油類分子間的凡德瓦力拉住油類分子，肥皂、洗碗精、洗衣乳等清潔劑便是用此吸油機制去除油汙的。碳煙(Carbon black)乃提煉石油後剩餘的殘渣，含有長鏈狀的碳氫化合物，內部結構疏鬆，充滿許多孔隙，比表面積極大。一旦與油滴接觸，便會緊密吸附之，無法分離。由於碳煙兼具兩種吸油機制，斥水吸油之特性顯著，故實為頗具研究價值之廉價吸油材料。然而碳煙顆粒硬而脆，一壓即碎，容易造成汙染，因此須混合其他防水透油之膠狀物質製成可撓曲的碳煙膠，以提高實用性。在工業界不乏各種高吸油力的纖維產品。例如優唯斯工安與友嘉安全衛生企業有限公司生產SPILLTECH吸油棉，乃由聚丙烯融噴製成，平均一片(38cm×48cm)可吸1.1~2.0公升的工業用油。然而聚丙烯的取得相對不易，產品加工製作成本偏高，難以廣泛應用。根據報導，市售海綿的吸油係數約30倍，而清華大學戴念華教授研究團隊嘗試塗佈石墨烯於海綿上，再包覆一層聚二甲基矽氧烷，吸油係數可高達90倍。這種海綿與石墨烯結合的複合吸油材料正是值得我們參考的方向。若能引進市價低廉的高吸油力材料與碳煙做適度的結合，則或能創造出吸油力更強的複合材料。本文將依序介紹由麵粉膠、衛生紙、海綿分別與碳煙粉末結合而成的吸油試件之製程與試驗結果，並自創吸油係數公式予以解釋和預估。