一种聚二甲基硅氧烷改性纤维素增强的高分子吸收剂及其制备方法

文档序号:9270258阅读:725来源:国知局
一种聚二甲基硅氧烷改性纤维素增强的高分子吸收剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及材料领域,特别是一种聚二甲基硅氧烷改性纤维素增强的高分子吸收剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]伴随社会的不断进步和工业的快速发展,在工业生产、石油运输、人类活动、自然灾害等过程中经常会排放和产生废弃污染物质,这些泄漏事故和排放过程往往造成能源的损失和环境的威胁,甚至影响人类的健康,因此,找出高效的去除油品及有机污染物质的方法是非常必要的。
[0003]传统的吸油材料大多是无机材料和有机材料通过物理方法,经改性、混合、压制而成,按照其吸油机理可以分为包藏型吸油材料、凝胶型吸油材料和包藏凝胶复合型吸油材料,这类吸油材料是利用其表面、间隙及空洞的毛细管力进行吸油和/或利用分子间或物质间的物理凝聚力,在网络构造形成的过程中所产生的间隙空间而包裹吸油;以及现有存在的吸油树脂,是由两种及两种以上丙烯酸酯系或烯烃类反应单体聚合而成,具有一定的吸油倍率,但是吸油倍率不是很高,这是因为树脂是化学交联,共价键具有较大的键能,对分子链具有较强的束缚性,交联点间的链段较短且交联密度大,吸油后树脂网络链段很快伸展到最大程度,所以高吸油树脂具有较低的吸油倍率,而且吸油速度慢、吸油量少、保油性差,在实际操作中存在众多的不便,如吸收油份过后的吸油材料在运输和储存过程中油份会被重新释放到环境中,造成二次污染。因此,研制高效能的吸油产品具有重要实际意义。
[0004]天然吸油材料如粘土、石灰,泥炭沼、木棉纤维等具有保油能力差,受压漏油、同时也吸水等缺点,将传统材料进行表面改性可以很好克服上述缺点。以自然界中广泛存在的棉花纤维素为基体制备吸油材料,不仅使综合生产成本大大降低,而且还可以利用纤维素细小的内部结构,改善吸油性能。同时,由于纤维素材料本身具有优良的可降解性,还可消除废弃合成吸油树脂对环境的污染,维护生态平衡。用碱浸泡纤维素,增大纤维素的孔径,能够增大纤维素的表面积。

【发明内容】

[0005]本发明的目的是提供一种聚二甲基硅氧烷改性纤维素增强的高分子吸收剂及其制备方法。本发明采用碱浸泡纤维素微粉,可以增大纤维素的孔径,能够增大纤维素的表面积,改善吸油性能。
[0006]为了实现本发明的目的,本发明通过以下方案实施:
一种聚二甲基硅氧烷改性纤维素增强的高分子吸收剂,由下列重量份的原料制备制成:200目纤维素微粉5-7、5mol/L的氢氧化钠溶液6_8、聚二甲基硅氧烷1_2、月桂酸有机锡0.5-0.6、十二烷基丙烯酸酯24-26、甲基丙烯酸丁酯18-23、乙酸乙酯22-25、过氧化叔戊基-2-乙基己酸酯1-1.2、二丙烯酸1,4_ 丁二醇酯0.17-0.2、焦磷酸钠3_4、明胶2_3、对甲基苯乙烯0.9-1.2、二乙烯基苯1.8-2.5、纳米氢氧化铝1-2、硅烷偶联剂kh450 0.05-0.07、磷酸二异辛酯1-1.2、硅油0.5-0.6、蒸馏水适量;
本发明所述一种聚二甲基硅氧烷改性纤维素增强的高分子吸收剂,由以下具体步骤制成:
(1)将200目纤维素微粉浸入5mol/L的氢氧化钠溶液中,以300转/分的速度搅拌反应2小时,过滤出粉体,用蒸馏水反复洗涤后烘干,将聚二甲基硅氧烷、月桂酸有机锡混合均匀后喷洒咋烘干后粉体的表面放入捏合机中捏合造粒,然后将颗粒粉碎成200目粉末;
(2)将明胶加入50倍量的蒸馏水中,加热至完全溶解,缓慢降温至室温,加入焦磷酸钠以及步骤(I)得到的产物,继续搅拌至分散均匀,然后在氮气保护下依次缓慢的加入乙酸乙酯、过氧化叔戊基-2-乙基己酸酯、二丙烯酸1,4_ 丁二醇酯、十二烷基丙烯酸酯、甲基丙烯酸丁酯,控制搅拌速度为1000转/分,然后缓慢升温至40°C,搅拌反应10分钟后,继续升温至70°C,搅拌反应20分钟后,继续升温至80°C,以400转/分的速度搅拌反应I小时,得到高分子树脂微球;
(3)将纳米氢氧化铝与硅烷偶联剂kh450放入球磨机中球磨60分钟后取出,加入磷酸二异辛酯继续搅拌混合均匀,然后加入对甲基苯乙烯、二乙烯基苯以及其余剩余成分,搅拌均匀后加入到步骤(2)的反应体系中,控温80°C,以1000转/分的速度继续反应1.5-2小时,即在在高分子树脂微球表面制备一层高交联度的表层结构;
(4)将反应体系降至室温,将得到的固体聚合物微球过滤,用80°C蒸馏水洗涤3次,最后在50°C下干燥24小时即得最终广品。
[0007]本发明的有益效果是:本发明将纤维素微粉用碱浸泡后用聚二甲基硅氧烷等改性后添加到内层聚丙烯酸酯树脂的聚合过程中,改性后的纤维素具有微笑的内部孔隙,协同树脂的三维结构,能够提高吸油效果,由于纤维素材料本身具有优良的可降解性,还可消除废弃合成吸油树脂对环境的污染,维护生态平衡。
[0008]本发明在内层复合树脂聚合的同时,在外表面聚集一层薄薄的对甲基苯乙烯交联聚合物,对内层复合树脂的吸油倍率影响较小,同时内含疏水改性后的纳米氢氧化铝与磷酸二异辛酯,提高了阻燃性能,同时由于外层聚合物交联密度高于内层聚合物,配合致孔剂硅油的作用,赋予了吸油树脂微球更大的表面积,为吸附提供了更大的动力,提高了吸油速率,同时由于高交联表面,可以提高树脂极性、刚性,避免吸油树脂颗粒之间的黏结。
[0009]本发明为双层多孔结构,生产工艺便于控制,产品使用后可降解,对环境无负担,且具有较大的体积膨胀率,体积膨胀率能达到30倍左右,该结构增大了树脂的吸油表面积,吸油速度快,而且树脂的再生性能比较好,可以多次重复利用。本发明吸收材料能吸收几乎所有的液体有机化学品,包含汽油、柴油、航空燃油、原油等燃料,苯、二甲苯等芳烃溶剂,以及全氯乙烯、甲基乙基酮等氯化溶剂和极性化合物;广泛用于石油泄露、水污染控制、油水分离以及危险化学品防护及应急处理等领域。具有应用范围广,吸收速度快,使用方便快捷等特点,特别对于有毒有害物质,能够安全处理,有效防止污染液的
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