聚丙烯(PP)由于其低成本、易加工、耐腐蚀、可重复使用等优点在化工填料中有着广泛的应用:但仍有诸多问题亟待解决，如填料表面润湿性较差等。本文成功改善PP表面的润湿性，为制备高效填料提供了一种新材料。为提高PP的表面润湿性，制备了一种表面改性剂(MCP)，着重研究MCP与PP共混改性对PP表面润湿性的改善效果;考察MCP含量、处理时间、处理温度等工艺因素对共混制备的单板成膜性的影响，MCP含量为40%时，PP单板成膜率由10%左右提高到90%以上，单板成膜性显著改善；并从单板表面性能及水-单板界面热力学角度(液固界面张力、粘附功、浸湿功、铺展功)分析了PP/MCP单板成膜的机理。改善润湿性后，改性PP复合片材的力学性能略有降低，而热变形温度则有所提高:当MCP含量为45%，添加无机填料(云母、滑石粉和玻璃纤维)含量低于30%时，复合材料的单板表面成膜性变化很小，力学性能有所提高，热变形温度Z大可提高51℃;二乙醇胺溶胀试验显示:两种P方的改性PP填料均具有良好的耐Y机溶剂性能。最后，探讨了用新型改性材料制备填料的工艺技术，指出模压过程中，片材预热时间的控制对波纹板结构的影响尤为重要;制备的两批规整填料吸收塔测试，结果表明:经过润湿改性的PP基复合材料填料的传质性能提高了20%。
由于人类生产生活等一系列的活动，如化石燃料的燃烧，汽车等尾气排放、绿色植被的破坏等影响，近年来二氧化碳排放量猛增，导致Q球温室效应、气候变暖、冰川融化、海平面升高.....Q球性气候环境问题已经迫在眉睫1.21。我国的CO排放量在过去的十年里以年均5%的速度在增长，已经成为次于美国的第二大碳排放国;美国和我国作为世界上碳排放量最D的两个G家，是全世界关注的J点。在根本哈根气候峰会上，欧盟正在推动承诺更大的减排目标，以促进达成Q球协议;美国在会上承诺2020年温室气体排放量在2005年的基础上减少17%:我国在会上公布了控制温室气体排放的行动目标，决定到2020年单位国内生产总值CO,排放比2005年下降40%到45%3。因此，研究我国大型化工厂、电热厂和其他以燃烧自然资源为基础的工业CO排放问题，对解决Q球气候变暖、温室效应以及适应G家的号召则是具有极其重要和现实的意义。
减少CO2排放一方面要寻找清洁可生能源，以及提高现有能源的使用效率，从源头上减少CO排放;另一方面对现有的工业生产过程中产生的和已经排放的CO进行捕集、存储和再利用。尽管CO2的累积对S态环境的恶化负有不可推卸的责任，但如果采用各种技术对其加以利用，CO也可以成为有用的资源。作为气体的CO以及固体的干冰在生活中的各行各业均有着广泛的应用，可作为惰性气体用作化学反应介质4.5、用作临界C取剂用于食用油和医药H保行业间作为原料用于合成无机化合物、有J化合物和聚合物等18CO虽然有如此广阔的应用前景，但ArestaM等曾经做过研究报道:由人类每年的各类活动而排放出的CO量约为55Gt，受现有的CO利用技术的发展限制，工业上每年对的CO利用量为110Mt。由此可见，减少Co排放目前为有效的于段就是CO捕集和存储，即使针对CO2的应用，其捕集也是应用的一步。
CO捕集和存储(CarbonCantureandStorage)技术中主要有化学吸收法、物理吸收法、物理吸附法和膜分离法等方法，而其中应用范围为广泛就是化学吸收法，在吸收
塔内，以醇胺溶液作为吸收剂的化学吸收法捕集CO已经在工业上得以成功的应用。吸收塔是整个化学吸收法捕集CO的工艺过程中为核心的装置，其主要功能是利用CO:与吸收剂之问的化学反应将CO从烟道气中脱除。根据塔内提供气液接触的构件的类型可分为:板式塔和填料塔;根据实际应用现状，由于烟道气气量大、CO2分压低，以及CO分离工艺要求气液比可调节、低压降且适应有腐蚀发泡性的吸收剂，因而工业上大多采用填料塔作为CO捕集吸收装置。填料塔发展已有一百多年历史，在国民经济发展要求节能、减排和H保的趋势下，填料塔的发展有了新的机遇。填料塔根据装填方式可分为散堆填料和规整填料，散装填料是将具有一定几何形状和尺寸的颗粒体，一般的随机堆积在塔内，因此又称为乱堆填料或颗粒填料，其在填料塔内的排列是随机无规则的，可用多种材质制造，装卸方便对于塔内件的制造、安装要求低，目前仍十分广泛地应用于分离过程，如拉西环、鞍形、鲍尔环、0网环等。在散装填料发展的同时，出现了规整填料，规整填料是在塔内均匀的按一定几何图形排列，整齐堆砌的填料，它规定了气体和液体流动的通道，改善了液体的沟流和壁流现象;在压降较小的同时还可以提供更多的比表面积，在相同的体积中可以达到更高的传质效率和传热效果，如丝网填料、波纹填料、格栅填料等;规整填料还由于其结构的均匀性、规则性和对称性，在与散装填料具有相同的比表面积时，规整填料则具有更大的孔隙率和更大的通量，其综合处理能力比散堆填料塔大得多[101，因此以金属波纹板为代表的各种通用型的规整填料在工业中得以广泛应用。有文献提出
规整填料由于其较高的传质效率低压降和易放大等优点，是用于CO捕集的优良技术之一。填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点，但也有一些不足之处，如填料造价高:当液体流量较小时，液体则不能有效地润湿填料表面，导致气液有效接触面积的减小，使传质效率降低。因而对填料塔的填料表面润湿的研究，对提高填料塔传质效率，降低生产成本具有十分积极的意义。
1.2 填料的发展
1.2.1填料发展历史简介
填料塔作为气液传质设备的历史可以追溯到1836年用来水吸收氯化氧的操作以及1881年用于蒸馏过程。1907年以焦炭、石砾、卵石等无定形的物体开始了填料的
发展;而1914年出现的陶瓷拉西环填料(RashingRing)，引领着填料塔的发展进入了科学轨道，标志着填料塔的研究进入了科学发展的年代(12]。尽管其实际生产效果仍没有很大的提高，却引起人们意识到塔内的气液分布性能对填料塔操作的重要性。1937年斯特曼填料的出现，使填料和填料塔又进入了现代发展时期;20世纪30至50年代，由不同材质(包括金属、陶瓷和塑料)的各类散堆填料(拉西环、鲍尔环)涌入市场(131。1950年后，填料塔进入了缓慢发展时期，在这个时期内，人们注意对塔内件的研究，力图解决填料塔的气液分布不均和放大效应”的问题，但由于同时期的各种板式塔的出现及其成功应用，而使填料塔的应用和发展倍受冷落。而此时瑞士苏尔寿公司开始对气液分布不均的问题开始进行了深入研究，并成功的解决了规整填料的“放大效应”问题1241975年苏尔寿公司成功开发了一批塑料丝网波纹填料，之后并详细报道了其性能与应用，证明了它是一种现代新型高效吸收塔填料;此外，日本住友公司等也在经销塑料，丝网波纹填料;在我国，上海化工研究院于1977年研制成功尼龙和聚丙烯塑料丝网波纹填料同时也测定了它们的性能，最终在工业应用也取得了良好的效果。
至80年代末，新型填料的研究一直处于十分活跃的状态，尤其是各类新型规整填料不断涌现市场，使得填料发展进入高峰期。整体来说，对于塔填料结构的研究又始终
是沿着两个方面进行的，即同步开发散堆填料与规整填料。填料的另一个研究方向是填料进行材质的更换，以适应不同工业应用要求，从而达到提高填料塔内气液两相间的传质效率的日标，或是对填料进行适当的表面处理，以改变在填料表面的润湿性能，提高液相在填料表面铺展润湿的有效面积115]
1.2.2 填料塔对填料性能要求
填料塔是以塔内填料作为气液两相间接触构件的传质设备，塔填料是填料塔的核心，它是装在填料塔内的一种物料，主要是用来扩大液相与气相之间接触面积和提高塔传质效率和分离效率的重要塔内件设备;它提供塔内的气-液两相接触进行传质、传热的表面，其性能往往决定了塔器的应用，因此，对塔填料的研究一直十分活跃。填料塔结构较简单、阻力小、装置灵活，特别是新型填料的开发应用，显著的提高了分离效率并基本解决了“放大效应”问题后，使得填料塔在工业应用上日益扩大。近年来新型填料研究一分活跃，各种填料不断涌现。新型高效填料塔取代旧有填料及部分塔板，在技术改造中已取得显著效果(17-19。目前新型填料的开发主要还是集中在通过填料宏观结构优化以及填料表面的微观结构改变，以求达到改善填料的传质效率的效果。
填料塔装填的填料种类通常需要考虑实际操作时的分离工艺要求，一般考虑以下几个方面:
(1)传质效率要高，一般而言，规整填料的传质效率高于散装填料;
(2)通量要大，在具有较高传质效率的前提下，应选择具有较高泛点气速或气相动能Y子的填料;
(3)填料层的压降要低;
(4)填料抗污堵性能强，拆装、检修方便。
填料的几何特性数据主要包括比表面积、空隙率、填料Y子等，是评价填料性能的基本参数:填料塔对填料材质的基本要求有:传质效率高，要求填料能提供较大的气液
接触面，即要求填料具有大的比表面积，同时填料的表面还要易于被液体润湿，因为润湿的表面才可能是气液接触表面，而气液接触的表面才是有效的比表面积，一般而言，填料的比表面积不等于填料的有效比表面积[201;填料具有较大的生产能力，气体在填料塔中压力降小，因此要求填料层的空隙率大，不易引起液体在填料表面的偏流和沟流。此外，还要求制备填料的材质能够经久耐用，具有良好的耐腐蚀性和较长的使用寿命，以及较高的机械强度和必要的耐热性，同时取材容易，价格便宜。
1.2.3三类材质填料的比较
工业上常用的填料种类很多按填料在塔内的填充方式，可分为散堆填料与规整填料;按几何形状可分为:1环形填料，包括拉西环鲍尔环和阶梯环等，2鞍形填料，包括弧鞍形填料、矩鞍形填料及环鞍形填料等，3规整填料，有格栅填料、波纹填料和丝网填料等;从加工填料的材质上还可以分为陶瓷填料、塑料填料和金属填料。下面将从制备填料材质角度上对三种不同材质填料加以简述。
1.2.3.1金属填料
金属填料适用于真空精馏塔，处理G敏性、易分解、易紧合、易结碳的物料，金属填料广泛用于石化、化肥、化工、H保等行业的填料塔中。金属填料分为金属散堆填料(鲍尔环、矩鞍环、阶梯环、共轭环、八四内弧环、扁环等)和金属规整填料(金属丝网波纹填料、金属孔板波纹填料、压延刺孔板波纹填料、金属网板波纹填料、HT 半管式规整填料)。金属填料的优缺点都非常明显，其优点在于其可以加工成各种几何形状结构的填料、良好的润湿性、耐高温性、压降小、金属填料装塔时不会破碎、便于装卸和清理;由于其强度高，弹性模量大，因而可以使填料的壁厚加工的很薄:若制备成波纹填料，其板的厚度一般在01~15mm;而若制备成丝网波纹填料，国外不锈钢丝直径一般为016mm左右，国内丝网规格不一，通常在01到025mm之间。但是金属填料缺点是制造价格贵、加工成本高，虽说一次性投资稍大，但却能发挥塔设备的潜在力;此外金属填料成型工艺复杂、耐各类酸碱溶液的腐蚀性较差、使用寿命较短，一般在两年左右。金属填料可用多种不同的金属材质加工制备，一般而言，金属填料可根据实际应用的需要可选用不锈钢、碳钢、C4镍基合金、蒙乃尔合金、铝、青铜、镍、钛等金属作为基质制备加工填料。对不同材质选择时主要考虑其耐腐蚀性的问题，碳钢材质填料造价低，且具有良好的表面润湿性能，对于无腐蚀或腐蚀性比较低的物系，一般给与优先考虑使用;不锈钢填料耐腐蚀性较强，一般能够耐除C1以外常见物系的腐蚀，但其造价成本较高，并且表面润湿性能相对较差，除了在某些特殊的应用场合(如极低喷淋密度下的减压精馏过程)才考虑使用，使用前通常需要对其表面进行处理，以提高其表面的润湿性，这样不锈钢填料才能取得良好的使用效果;对于钛材、特种合金钢等材质制成的填料由于造价很高，一般在某些腐蚀性极强的物系下使用，使用范围很有限。图12为金属散堆填料和金属规整填料实物图。
