利用大分子致孔劑製備快速高吸油性樹脂的方法
2023-05-01 20:47:11 2
專利名稱：利用大分子致孔劑製備快速高吸油性樹脂的方法
技術領域：
本發明涉及利用大分子致孔劑製備快速高吸油性樹脂的方法，屬於功能高分子材料領域。
背景技術：
隨著我國經濟的快速發展，突發性油品汙染事件日趨增多，這類事件往往需要在短時間內進行快速應急處理，因而具有快速高效的吸油性樹脂就顯得尤為重要。高吸油性樹脂是一種具有空間三維網狀化學交聯結構的樹脂，近些年來發展迅速。目前所報導的吸油性樹脂，大多數吸油速率很慢，一般需數小時才能達到飽和吸油量，對於一些致孔性的快速吸油性樹脂，達到飽和吸油量也需一兩個小時。這類樹脂大多數用乙酸乙酯、環己烷等有機溶劑作為致孔劑，這些致孔劑在聚合過程中不能與樹脂很好的相容在一起，經後期處理後不能使樹脂形成很好的相互連通的孔狀結構，因而樹脂的吸油量不高吸油速率也較低。本發明使用大分子聚合物作為致孔劑，這些大分子致孔劑和樹脂具有很好的相容性，從而可以使樹脂形成很好的相互連通的孔狀結構，從而樹脂具有較高的吸油量和較快的吸油速率(對氯仿的吸油倍率為31倍，5分鐘即可達到飽和吸油量)，且樹脂具有良好的重複使用性能。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在於提出一種利用大分子致孔劑製備快速高吸油性樹脂的方法，克服一般樹脂吸油速率慢且多次吸油後性能下降的缺點，從而降低了成本。本發明解決上述技術問題所採用的技術方案是利用大分子致孔劑製備快速高吸油性樹脂的方法，包括有以下步驟
1)首先將大分子致孔劑溶於單體，然後將乳化劑、交聯劑加入到單體中，攪拌均勻，通入一段時間氮氣，得到油相；
2)取一定量的去離子水作為水相，在60(Γ1200轉/分鐘高速攪拌下將水相勻速滴加到油相中，滴加完畢後得到乳液，再將配置的氧化還原引發體系加入到乳液中，繼續攪拌10^40分鐘至乳液穩定，最後將乳液置於3(Γ60攝氏度環境下聚合24小時，得到吸油性樹
3)吸油性樹脂經索式提取器抽提12小時以上、真空乾燥得到快速高吸油性樹脂，其中，大分子致孔劑量佔單體質量分數為209^100%，乳化劑量佔單體質量分數為129Γ45%，交聯劑量佔單體質量分數為49Γ20%，水相質量佔單體質量分數的5009^1200%，引發劑量佔單體質量分數為1°/Γ5%。按上述方案，所述的單體為烯烴類和丙烯酸酯類單體中的任意一種或它們的混
八
口 ο按上述方案，所述的烯烴類單體為苯乙烯；所述的丙烯酸酯類單體為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸正丁酯。
按上述方案，所述的大分子致孔劑為不同分子量的聚烯烴類、聚丙烯酸酯類和聚甲基丙烯酸酯類中的任意一種或它們的混合。按上述方案，所述的聚烯烴類致孔劑為聚苯乙烯；所述的聚丙烯酸酯類致孔劑為聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯或聚丙烯酸正丁酯；所述的聚甲基丙烯酸酯類致孔劑為聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯或聚甲基丙烯酸正丁酯。按上述方案，所述的乳化劑為司班60或司班80。按上述方案，所述的交聯劑為雙烯類交聯劑或酯類交聯劑。按上述方案，所述的雙烯類交聯劑為二乙烯基苯；所述的酯類交聯劑為乙二醇二甲基丙烯酸酯。按上述方案，所述的氧化還原引發體系為氧化劑和還原劑按摩爾比為(O. 9^1. 2)I組成的水溶性氧化一還原引發體系，其中所述的氧化劑為過硫酸鹽，所述的還原劑為亞硫酸氫鹽、亞硫酸鹽或硫代硫酸鹽。按上述方案，所述的過硫酸鹽為過硫酸銨或過硫酸鈉，所述的亞硫酸氫鹽為亞硫酸氫鈉或亞硫酸氫鉀，所述的亞硫酸鹽為亞硫酸鈉，所述的硫代硫酸鹽為硫代硫酸鈉。本發明利用大分子致孔劑製備快速高吸油性樹脂的方法的製備機理水溶性氧化還原體系引發親油性單體在常溫條件下進行自由基聚合反應，且由於大分子致孔劑的粘彈性來延遲聚合物的相分離，以製備出具有更好地三維網狀結構且相互連通的孔狀結構的吸油性樹脂。本發明與已有技術相比具有以下優點使用大分子聚合物作為致孔劑，使其與樹脂具有更好的相容性，從而使樹脂具有更好的相互連通的孔狀結構；所得樹脂具有更高的吸油量和更快的吸油速率，從而在應對突發性且急需處理的油品汙染事件，具有很好的效果；本發明使用氧化還原引發體系，反應條件溫和；另外，本發明所得樹脂重複使用性能好，經過反覆吸油試驗後，樹脂的吸油量基本不變，克服了一般樹脂多次吸油後性能下降的缺點，從而降低了成本。
圖I為實施例I所得快速高吸油性樹脂的吸油速率曲線；
圖2為實施例I所得快速高吸油性樹脂的重複吸油性能；
圖3為實施例I所得快速高吸油性樹脂的掃描電鏡圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述
實施例I:
將3. 129克聚甲基丙烯酸正丁酯溶於3. 129克甲基丙烯酸正丁酯中，再將I. 252克司班80、0. 275克二乙烯基苯加入到甲基丙烯酸正丁酯中，攪拌均勻，通入氮氣40分鐘，得到油相。取32克去離子水作為水相，在1000轉/分鐘的攪拌速度下，將水相勻速滴加到油相中。滴加完畢後，分別稱取O. 082克過硫酸銨(O. 36毫摩爾)和O. 037克亞硫酸氫鈉(O. 356毫摩爾)配製成水溶液，加入上述乳液中，繼續攪拌20分鐘至乳液穩定，將乳液置於40攝氏
4度下反應24小時，產物經索式提取器抽提12小時以上、真空乾燥得到快速高吸油性樹脂。所得快速高吸油性樹脂對對氯仿的吸油倍率為31倍，對甲苯的吸油倍率為17倍；其達到飽和吸油量所需時間為5分鐘。圖I為實施例I所得樹脂的吸油速率曲線，從圖I中可以看出，樹脂在5分鐘即可達到飽和吸油量。這是由於大分子聚合物作為致孔劑，其和樹脂有很好的相容性，經後期處理後，使樹脂具有更好的相互連通的孔狀結構，即樹脂具有很大的比表面積，因此具有高的吸油速率。圖2為實施例I所得樹脂的重複吸油性能，從圖2中可以看出，樹脂的吸油量基本不變，說明由本發明製備的吸油性樹脂具有穩定的微觀結構，即樹脂的性能比較穩定。圖3為實施例I所得樹脂的掃描電鏡圖，從圖3中可以看出，樹脂中大量相互連通的孔狀結構使其具有很大的比表面積，從而可以使樹脂具有較高的吸油量和較快的吸油速率。實施例2
將I. 877克聚甲基丙烯酸甲酯溶於4. 381克甲基丙烯酸甲酯中，再將I. 252克司班80、
0.386克二乙烯基苯加入到甲基丙烯酸甲酯中，攪拌均勻，通入氮氣20分鐘，得到油相。取50克去離子水作為水相，在1000轉/分鐘的攪拌速度下，將水相勻速滴加到油相中，得到乳液。滴加完畢後，分別稱取O. 114克過硫酸銨(O. 5毫摩爾)和O. 052克亞硫酸氫鈉(O. 5毫摩爾)配製成水溶液，加入上述乳液中，繼續攪拌30分鐘至乳液穩定，將乳液置於50攝氏度下反應24小時，產物經索式提取器抽提12小時以上、真空乾燥得到快速高吸油性樹脂。所得快速高吸油性樹脂對對氯仿的吸油倍率為17倍，對甲苯的吸油倍率為9倍；其達到飽和吸油量所需時間為4分鐘。實施例3
將2. 503克聚丙烯酸正丁酯溶於3. 755克丙烯酸正丁酯中，再將I. 252克司班60、0. 25克二乙烯基苯加入到丙烯酸正丁酯中，攪拌均勻，通入氮氣20分鐘，得到油相。取32克去離子水作為水相，在1100轉/分鐘的攪拌速度下，將水相勻速滴加到油相中，得到乳液。滴加完畢後，分別稱取O. 079克過硫酸銨(O. 346毫摩爾)和O. 035克亞硫酸氫鈉(O. 337毫摩爾)配製成水溶液，加入上述乳液中，繼續攪拌20分鐘至乳液穩定，將乳液置於40攝氏度下反應24小時，產物經索式提取器抽提12小時以上、真空乾燥得到快速高吸油性樹脂。所得快速高吸油性樹脂對對氯仿的吸油倍率為22倍，對甲苯的吸油倍率為11倍；其達到飽和吸油量所需時間為5分鐘。實施例4
將1.877克聚丙烯酸甲酯溶於2. 186克丙烯酸甲酯和2. 19克丙烯酸正丁酯中，再將
1.2克司班80、0. 53克二乙烯基苯加入到丙烯酸甲酯和丙烯酸正丁酯中，攪拌均勻，通入氮氣20分鐘，得到油相。取32克去離子水作為水相，在1000轉/分鐘的攪拌速度下，將水相勻速滴加到油相中，得到乳液。滴加完畢後，分別稱取O. 114克過硫酸銨(O. 5毫摩爾)和
O.062克亞硫酸鈉(O. 492毫摩爾)配製成水溶液，加入上述乳液中，繼續攪拌30分鐘至乳液穩定，將乳液置於40攝氏度下反應24小時，產物經索式提取器抽提12小時以上、真空乾燥得到快速高吸油性樹脂。所得快速高吸油性樹脂對對氯仿的吸油倍率為20倍，對甲苯的吸油倍率為10倍；其達到飽和吸油量所需時間為4分鐘。實施例5
將O. 75克聚苯乙烯和O. 75克聚丙烯酸丁酯溶於5. 01克苯乙烯中，再將O. 931克司班80、0. 8克乙二醇二甲基丙烯酸酯加入到苯乙烯中，攪拌均勻，通入氮氣20分鐘，得到油相。取32克去離子水作為水相，在800轉/分鐘的攪拌速度下，將水相勻速滴加到油相中，得到乳液。滴加完畢後，分別稱取O. 106克過硫酸銨(O. 465毫摩爾)和O. 074克硫代硫酸鈉(O. 468毫摩爾)配製成水溶液，加入上述乳液中，繼續攪拌20分鐘至乳液穩定，將乳液置於40攝氏度下反應24小時，產物經索式提取器抽提12小時以上、真空乾燥得到快速高吸油性樹脂。所得快速高吸油性樹脂對對氯仿的吸油倍率為15倍，對甲苯的吸油倍率為8倍;其達到飽和吸油量所需時間為5分鐘。
權利要求
1.利用大分子致孔劑製備快速高吸油性樹脂的方法，包括有以下步驟1)首先將大分子致孔劑溶於單體，然後將乳化劑、交聯劑加入到單體中，攪拌均勻，通入一段時間氮氣，得到油相；2)取一定量的去離子水作為水相，在60(Γ1200轉/分鐘高速攪拌下將水相勻速滴加到油相中，滴加完畢後得到乳液，再將配置的氧化還原引發體系加入到乳液中，繼續攪拌10^40分鐘至乳液穩定，最後將乳液置於3(Γ60攝氏度環境下聚合24小時，得到吸油性樹3)吸油性樹脂經索式提取器抽提12小時以上、真空乾燥得到快速高吸油性樹脂，其中，大分子致孔劑量佔單體質量分數為209^100%，乳化劑量佔單體質量分數為129Γ45%，交聯劑量佔單體質量分數為49Γ20%，水相質量佔單體質量分數的5009^1200%，引發劑量佔單體質量分數為1°/Γ5%。
2.根據權利要求I所述的利用大分子致孔劑製備快速高吸油性樹脂的方法，其特徵在於所述的單體為烯烴類和丙烯酸酯類單體中的任意一種或它們的混合。
3.根據權利要求2所述的利用大分子致孔劑製備快速高吸油性樹脂的方法，其特徵在於所述的烯烴類單體為苯乙烯；所述的丙烯酸酯類單體為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸正丁酯。
4.根據權利要求I所述的利用大分子致孔劑製備快速高吸油性樹脂的方法，其特徵在於所述的大分子致孔劑為不同分子量的聚烯烴類、聚丙烯酸酯類和聚甲基丙烯酸酯類中的任意一種或它們的混合。
5.根據權利要求4所述的利用大分子致孔劑製備快速高吸油性樹脂的方法，其特徵在於所述的聚烯烴類致孔劑為聚苯乙烯；所述的聚丙烯酸酯類致孔劑為聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯或聚丙烯酸正丁酯；所述的聚甲基丙烯酸酯類致孔劑為聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯或聚甲基丙烯酸正丁酯。
6.根據權利要求I所述的利用大分子致孔劑製備快速高吸油性樹脂的方法，其特徵在於所述的乳化劑為司班60或司班80。
7.根據權利要求I所述的利用大分子致孔劑製備快速高吸油性樹脂的方法，其特徵在於所述的交聯劑為雙烯類交聯劑或酯類交聯劑。
8.根據權利要求7所述的利用大分子致孔劑製備快速高吸油性樹脂的方法，其特徵在於所述的雙烯類交聯劑為二乙烯基苯；所述的酯類交聯劑為乙二醇二甲基丙烯酸酯。
9.根據權利要求I所述的利用大分子致孔劑製備快速高吸油性樹脂的方法，其特徵在於所述的氧化還原引發體系為氧化劑和還原劑按摩爾比為(0.91.2) :1組成的水溶性氧化一還原引發體系，其中所述的氧化劑為過硫酸鹽，所述的還原劑為亞硫酸氫鹽、亞硫酸鹽或硫代硫酸鹽。
10.根據權利要求9所述的利用大分子致孔劑製備快速高吸油性樹脂的方法，其特徵在於所述的過硫酸鹽為過硫酸銨或過硫酸鈉，所述的亞硫酸氫鹽為亞硫酸氫鈉或亞硫酸氫鉀，所述的亞硫酸鹽為亞硫酸鈉，所述的硫代硫酸鹽為硫代硫酸鈉。
全文摘要
本發明涉及利用大分子致孔劑製備快速高吸油性樹脂的方法，包括有以下步驟1)首先將大分子致孔劑溶於單體，然後將乳化劑、交聯劑加入到單體中，攪拌均勻，通入氮氣，得到油相；2)取一定量的去離子水作為水相，將水相勻速滴加到油相中，滴加完畢後得到乳液，再將配置的氧化還原引發體系加入到乳液中，繼續攪拌至乳液穩定，最後將乳液聚合，得到吸油性樹脂；3)吸油性樹脂經索式提取器抽提、真空乾燥得到快速高吸油性樹脂。本發明與已有技術相比具有以下優點所得樹脂具有更高的吸油量和更快的吸油速率，從而在應對突發性且急需處理的油品汙染事件，具有很好的效果；本發明重複使用性能好，從而降低了成本。
文檔編號C08F212/36GK102936354SQ201210493630
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月28日 優先權日2012年11月28日
發明者喻發全, 馬立彬, 羅曉剛, 朱三, 薛亞楠, 蔡寧 申請人:武漢工程大學