一种吸附油脂的多孔材料及其制备方法与流程

文档序号:11670912阅读:1264来源:国知局

本发明属于高分子材料领域,具体涉及一种吸附油脂的多孔材料及其制备方法。



背景技术:

近年来,随着石油开采的持续发展,油品泄漏等造成的环境污染问题以及含油废水、废液对生态环境的破坏日益加重,给环境未来的可持续发展造成了严重影响。因此迫切需要开发优良的吸油材料,以应对目前严峻的油品污染问题。

传统的吸油材料,如海绵、粘土等多孔物质被广泛应用,虽然这些材料具有较好的吸油效果,但是由于材料本身的结构性质使得传统吸油材料具有吸油量不大、油水选择性不高的缺点,常常吸油的同时也吸水,且使用寿命短。以人工合成的高分子聚合物作为新的吸油材料正被广泛应用,如聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯等,这类高分子吸油材料具有吸油量大,吸油效果好的优点。

高吸油树脂作为高分子吸油材料,是亲油性单体构成的低交联度聚合物。分子间具有三维交联网状结构,内部有一定的微孔,通过分子内亲油基链段和油分子的溶剂化作用,使高分子链段伸展,当高分子充分溶胀后,高分子链伸展到一定程度,慢慢回缩,存在弹性回缩力,最终达到热力学平衡,使树脂发生膨胀作用而吸油。吸油倍率是产品最重要的性能指标,与树脂的内部结构、表面性能及所吸收油品的性质均有密切关系。高吸油性树脂吸附材料因其可以吸附多种油品,较大的吸油倍率,较快的吸油速率,近年来得到了广泛的研究开发与应用,前景十分广阔。

目前现有技术中的吸油材料多存在配方复杂、成本高、吸油倍率低、保油性差、吸油可逆性差、吸油速率慢等问题,难以满足处理要求。例如,公开号为cn103588927a的中国发明专利,公开了一种高吸油丙烯酸树脂的制备方法,所制得的高吸油丙烯酸树脂对甲苯、煤油的吸油倍率为9~10倍,不能满足目前本领域对于吸油材料越来越高的吸油倍率的要求。因此,开发一种新的具有超高吸油倍率的吸油材料是科研技术人员未来研究的方向。



技术实现要素:

本发明正是针对上述现有技术存在的技术问题而开发的。本发明的一个目的在于提供一种吸附油脂的多孔材料,具体采用如下技术方案:

一种吸附油脂的多孔材料,由如下重量份的原料通过悬浮聚合制得:

聚合物单体50重量份

分散剂6~10重量份

交联剂2~3重量份

引发剂0.05~0.2重量份

致孔剂10~30重量份

去离子水200~300重量份。

进一步优选的技术方案,一种吸附油脂的多孔材料,由如下重量份的原料通过悬浮聚合制得:

聚合物单体50重量份

分散剂8重量份

交联剂2.5重量份

引发剂0.15重量份

致孔剂20重量份

去离子水250重量份。

优选地,所述聚合物单体为甲基丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十八酯的任意一种或其混合物。

优选地,所述分散剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸的任意一种或其混合物。

优选地,所述交联剂为乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯的任意一种或其混合物。

优选地,所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰的任意一种。

优选地,所述致孔剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠的任意一种或其混合物。

本发明的另一个目的在于提供上述吸附油脂的多孔材料的制备方法,具体包括如下步骤:

(1)室温下,在三口瓶或四口瓶中,将分散剂加入40~50℃的去离子水中,搅拌至完全溶解,冷却至室温;

(2)将聚合物单体、引发剂、交联剂和致孔剂加入步骤(1)中得到的溶解有分散剂的去离子水中,并搅拌均匀;向反应瓶中通氮气直至驱除其中的空气以便使反应在氮气保护下进行;

(3)200~400rpm搅拌速度下,对反应体系加热升温至45~55℃进行悬浮聚合反应5~6小时,然后反应体系升温至70~75℃进行熟化反应2~3小时;

(4)在步骤(3)的反应结束后,冷却反应体系至室温,过滤,所得产物用无水乙醇浸泡,超声波功率为300~500w,超声1~2小时,过滤除去乙醇,真空干燥后即得所述吸附油脂的多孔材料。

进一步优选的技术方案,上述吸附油脂的多孔材料的制备方法,具体包括如下步骤:

(1)室温下,在三口瓶或四口瓶中,将分散剂加入45℃的去离子水中,搅拌至完全溶解,冷却至室温;

(2)将聚合物单体、引发剂、交联剂和致孔剂加入步骤(1)中得到的溶解有分散剂的去离子水中,并搅拌均匀;向反应瓶中通氮气直至驱除其中的空气以便使反应在氮气保护下进行;

(3)300rpm搅拌速度下,对反应体系加热升温至50℃进行悬浮聚合反应5.5小时,然后反应体系升温至72℃进行熟化反应2.5小时;

(4)在步骤(3)的反应结束后,冷却反应体系至室温,过滤,所得产物用无水乙醇浸泡,超声波功率为500w,超声1.5小时,过滤除去乙醇,真空干燥后即得所述吸附油脂的多孔材料。

对高分子吸油材料按照以下方法测定其吸油率:取一定量的干燥高分子吸油材料装入无纺布小袋中,浸入油品中约24小时,取出后滴淌约1分钟,用滤纸轻轻擦干无纺布小袋表面附着的油品,然后用以下公式计算吸油倍率:吸油倍率(g/g)=(高分子吸油材料吸油后重量-高分子吸油材料净重)/高分子吸油材料净重。本发明相比于现有技术的的有益效果在于:制备方法简单,制得的多孔材料吸油率高,对甲苯及煤油的吸油倍率在30~50倍。

具体实施方式

下面结合实施例详细说明本发明的技术方案,但保护范围并不受此限制。

实施例1:

一种吸附油脂的多孔材料,由如下重量份的原料通过悬浮聚合制得:

甲基丙烯酸十二酯50重量份

二羟甲基丙酸6重量份

乙二醇二丙烯酸酯3重量份

偶氮二异丁腈0.05重量份

十二烷基硫酸钠30重量份

去离子水200重量份。

上述吸附油脂的多孔材料的制备方法,具体包括如下步骤:

(1)室温下,在三口瓶或四口瓶中,将分散剂加入40℃的去离子水中,搅拌至完全溶解,冷却至室温;

(2)将聚合物单体、引发剂、交联剂和致孔剂加入步骤(1)中得到的溶解有分散剂的去离子水中,并搅拌均匀;向反应瓶中通氮气直至驱除其中的空气以便使反应在氮气保护下进行;

(3)400rpm搅拌速度下,对反应体系加热升温至45℃进行悬浮聚合反应6小时,然后反应体系升温至70℃进行熟化反应3小时;

(4)在步骤(3)的反应结束后,冷却反应体系至室温,过滤,所得产物用无水乙醇浸泡,超声波功率为300w,超声2小时,过滤除去乙醇,真空干燥后即得所述吸附油脂的多孔材料。

实施例1制得的多孔材料对甲苯吸油倍率为35倍,对煤油的吸油倍率为31倍。

实施例2:

一种吸附油脂的多孔材料,由如下重量份的原料通过悬浮聚合制得:

甲基丙烯酸十八酯50重量份

二羟甲基丁酸10重量份

乙二醇二甲基丙烯酸酯2重量份

过氧化二苯甲酰0.2重量份

十二烷基苯磺酸钠10重量份

去离子水300重量份。

上述吸附油脂的多孔材料的制备方法,具体包括如下步骤:

(1)室温下,在三口瓶或四口瓶中,将分散剂加入50℃的去离子水中,搅拌至完全溶解,冷却至室温;

(2)将聚合物单体、引发剂、交联剂和致孔剂加入步骤(1)中得到的溶解有分散剂的去离子水中,并搅拌均匀;向反应瓶中通氮气直至驱除其中的空气以便使反应在氮气保护下进行;

(3)200rpm搅拌速度下,对反应体系加热升温至55℃进行悬浮聚合反应5小时,然后反应体系升温至75℃进行熟化反应2小时;

(4)在步骤(3)的反应结束后,冷却反应体系至室温,过滤,所得产物用无水乙醇浸泡,超声波功率为400w,超声1小时,过滤除去乙醇,真空干燥后即得所述吸附油脂的多孔材料。

实施例2制得的多孔材料对甲苯吸油倍率为42倍,对煤油的吸油倍率为39倍。

实施例3:

一种吸附油脂的多孔材料,由如下重量份的原料通过悬浮聚合制得:

甲基丙烯酸十二酯50重量份

二羟甲基丁酸8重量份

乙二醇二丙烯酸酯2.5重量份

过氧化二苯甲酰0.15重量份

十二烷基硫酸钠20重量份

去离子水250重量份。

上述吸附油脂的多孔材料的制备方法,具体包括如下步骤:

(1)室温下,在三口瓶或四口瓶中,将分散剂加入45℃的去离子水中,搅拌至完全溶解,冷却至室温;

(2)将聚合物单体、引发剂、交联剂和致孔剂加入步骤(1)中得到的溶解有分散剂的去离子水中,并搅拌均匀;向反应瓶中通氮气直至驱除其中的空气以便使反应在氮气保护下进行;

(3)300rpm搅拌速度下,对反应体系加热升温至50℃进行悬浮聚合反应5.5小时,然后反应体系升温至72℃进行熟化反应2.5小时;

(4)在步骤(3)的反应结束后,冷却反应体系至室温,过滤,所得产物用无水乙醇浸泡,超声波功率为500w,超声1.5小时,过滤除去乙醇,真空干燥后即得所述吸附油脂的多孔材料。

实施例3制得的多孔材料对甲苯吸油倍率为47倍,对煤油的吸油倍率为49倍。

以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰,只要不偏离或超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。

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