一種以有機矽樹脂為基體的超疏水吸油海綿及其製備方法

2023-12-03 18:49:51

一種以有機矽樹脂為基體的超疏水吸油海綿及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及吸油海綿，尤其是設及一種W有機娃樹脂為基體的超疏水吸油海綿及 其製備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著全球人口的快速增長，人類在交通、工業和日常生活等多領域均出現了包括 石油、有毒有機物在內的多種汙染物，其對環境的汙染也日益加劇。然而，隨著汙染物種類 的增加和量的增大，傳統油汙處理已經無法進行有效的針對性的處理。2010年美國墨西哥 灣發生了嚴重的漏油事件，然而從油井開始漏油到封閉漏油口運長達數月的時間裡，人們 始終無法對洩漏的原油進行有效的處理。其"燒油"的舉動更是加劇了溫室氣體的排放，造 成了能源的浪費，並且洩漏的原油對環境造成了巨大的不可磨滅的傷害。另外工業生產中 所產生的含油廢水，日常生活中所面對的油汙問題等等均表明，一種便宜有效，且可重複利 用的油汙處理方法有待開發。
[0003] 人們發現，某些具有特殊結構的材料如有機物凝膠等可W對油汙表現出很高的選 擇吸收性，因此，吸收材料開始快速發展。對於吸油材料的研究表明，理想的吸油材料應該 具有下列特徵維且具有內部貫穿網絡，疏水親油。因為運種材料往往對油性物質有著好 的選擇吸收性，高的吸收率，快的吸收速度，多的重複使用次數和油汙可回收性。目前對於 吸油材料的研究主要有S種，分別是多孔材料、結構組裝纖維和有機凝膠。Pan等(Pan et 曰！.Robust superhydrophobic polyurethane sponge as 曰 highly reusable oil-absorption material.Journal of Materials Chemistry A,2013,1 (17):5386-5393)提 出對聚氨醋海綿改性的方法一一在其表面水解甲基=氯矽烷。運樣得到的改性聚氨醋海綿 表現出了超疏水吸油的性能，其對潤滑油的吸收比達到了 25。Straub等（Strau et al.Polyelectrolyte Gels Comprising a Lipophilic,Cost-Effective Aluminate as Fluorine-Free Absorbents for Chlorinated Hydrocarbons and Diesel Fuel.ACS applied mate;rialsrfaces,2012,4(7):3453-:3458)提出一種新的聚電解質凝膠，其 對二氯苯的吸收比達到了 171，而對二氯甲燒的吸收比更是達到了 208。
[0004] 電解質凝膠雖然吸收比較大，但是往往有著合成方法複雜，含有有毒有害成分等 缺點。結構組裝纖維雖然簡化了生產工藝，但是其不機械性能不穩定，不能滿足實際生活中 多變的使用環境。而對於多孔材料來說，海綿運一常見而又便宜的材料自然受到了大家的 矚目。但是對於普通海綿例如聚氨醋海綿等的吸油研究，大多在海綿改性運一領域。運中改 性海綿雖然工藝簡單，成本低，卻沒有大幅度提高其吸油性能，無法滿足特殊環境下的使 用。因此，使用其他材料製備出類似於海綿結構，並且成本低、重複性高、吸收比大且工藝簡 單，是吸油材料的另一種製備思路。

【發明內容】

[0005] 本發明的目的在於提供一種W有機娃樹脂為基體的超疏水吸油海綿及其製備方 法。
[0006] 所述W有機娃樹脂為基體的超疏水吸油海綿按質量比的組成如下：
[0007]

[0008] 所述滲雜劑1為易溶性小分子晶體顆粒，所述滲雜擠2為與對二甲苯相溶的不易揮 發性溶劑。
[0009] 所述基體可採用有機娃樹脂，主要成分為聚矽氧烷。可根據不同需要選擇帶有不 同側鏈的聚矽氧烷，例如採用信越公司的KR-240型號產品等。
[0010] 所述易溶性小分子晶體顆粒可選自氯化鋼晶體、氯化鍾晶體、薦糖晶體等中的一 種。
[0011] 所述與對二甲苯相溶的不易揮發性溶劑可採用液體石蠟等。
[0012] 所述W有機娃樹脂為基體的超疏水吸油海綿的製備方法，具體步驟如下：
[0013] 將基體、與對二甲苯相溶的不易揮發性溶劑、對二甲苯混合，再加入易溶性小分子 晶體顆粒和二氧化鐵，離屯、後去除表面清液，加熱，然後將固化後的樹脂去除，用水和丙酬 洗去易溶性小分子晶體顆粒、與對二甲苯相溶的不易揮發性溶劑和對二甲苯，即得W有機 娃樹脂為基體的超疏水吸油海綿。
[0014] 所述加熱的溫度可為70°C，加熱的時間可為12h。
[0015] 將製得的W有機娃樹脂為基體的超疏水吸油海綿進行實際測試，對汽油的吸收比 (吸收質量/海綿質量)達到25倍，對氯仿的吸收比達到40倍。將海綿經擠壓烘乾後再次測 量，其對石油和氯仿的吸收比沒有變化。多次重複上述過程，吸收比幾乎不變。
[0016] 所述W有機娃樹脂為基體的超疏水吸油海綿可在日常生活、工業生產和環境保護 中油汙處理的應用。
[0017] 本發明通過控制易溶性小分子晶體顆粒(例如化Cl顆粒等）的大小、滲雜擠添加比 和固化溫度及時間，可W控制海綿孔徑大小和分部來對吸收比進行控制。
[0018] 本發明用掃描電子顯微鏡(SEM)對電極材料進行結構表徵，通過計算其吸收比(有 機物吸收質量/海綿質量)來表徵其吸油性能。
[0019] 所述W有機娃樹脂為基體的超疏水吸油海綿，W有機娃樹脂為基體，化Cl為模板， 二氧化鐵、對二甲苯和液體石蠟為滲雜劑，混合離屯、固化後洗去模板得到的。通過本發明的 方法製備的W有機娃樹脂為基體的超疏水吸油海綿具有較好的吸油性能。
[0020] 所述W有機娃樹脂為基體的超疏水吸油海綿對汽油的吸收比（吸收質量/海綿質 量)達到25倍，對氯仿的吸收比達到35倍。在多種有機溶劑的測試中，海綿的最高吸收比為 35,最低為12,且對於常見的汽油、色拉油和矽油等具有很高的吸收比，適用於日常生活、工 業生產和環境保護領域中的油汙或有毒有機物的處理。
【附圖說明】
[0021] 圖I為海綿斷面的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像，其中圖（a)、（b)、（C)分別為不同方 法下製備的海綿斷面沈M圖像。
[0022] 圖2為超疏水吸油海綿對不同油性物質的吸收比。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。
[0024] 實施例1

[0025] 3：
[0026]
[0027] !，加熱至70°C並保溫12h。
[0028] 旣荒水吸油海綿，並進行測試。
[0029]
[0030] J；
[0031]
[0032] !，加熱至7(TC並保溫12h。
[0033] 旣荒水吸油海綿，並進行測試。
[0034]
[0035] J；
[0036]
[0037] 2.去除上清液後，將混合物放入烘箱內，加熱至70°C並保溫12h。
[0038] 3.用水和丙酬清洗樣品並烘乾，得到超疏水吸油海綿，並進行測試。
[0039] 實施例4
[0040] 1.將原料均勻混合併離屯、，具體配方為：
[0041]

[0042] 2.去除上清液後，將混合物放入烘箱內，加熱至100°C並保溫化。
[0043] 3.用水和丙酬清洗樣品並烘乾，得到超疏水吸油海綿，並進行測試。
[0044] 實施例5
[0045] 與實施例1類似，其區別在於小顆粒NaCl改為小顆粒KC1。
[0046] 實施例6
[0047] 與實施例1類似，其區別在於小顆粒NaCl改為薦糖。
[0048] 海綿斷面的掃描電子顯微鏡（SEM)圖像參見圖1，其中圖（a)、（b)、（C)分別為不同 方法下製備的海綿斷面SEM圖像。超疏水吸油海綿對不同油性物質的吸收比參見圖2。
[0049 ]本發明採用簡單方法製備疏水吸油海綿。配方原料由有機娃樹脂、化Cl晶體、二氧 化鐵、對二甲苯和液體石蠟組成。該方法的主要特點是原料來源豐富，製備方法簡單，反應 條件溫和，生產效率高，有利於規模化生產和推廣。製備的海綿具有良好的疏水性能，對日 常使用的油類W及其他有機溶劑有著極高的吸收倍率，在日常生活和環保領域具有廣泛的 應用前景。
【主權項】
1. 一種以有機矽樹脂為基體的超疏水吸油海綿，其特徵在於其按質量比的組成如下： 基體 3~10: 二氧化鈦 5~20; 對二甲苯 6~20; 摻雜劑1 50~100; 摻雜劑2: 6~20; 所述摻雜劑1為易溶性小分子晶體顆粒，所述摻雜擠2為與對二甲苯相溶的不易揮發性 溶劑。2. 如權利要求1所述一種以有機矽樹脂為基體的超疏水吸油海綿，其特徵在於所述基 體為有機娃樹脂。3. 如權利要求2所述一種以有機矽樹脂為基體的超疏水吸油海綿，其特徵在於所述有 機矽樹脂採用帶有不同側鏈的聚矽氧烷。4. 如權利要求2所述一種以有機矽樹脂為基體的超疏水吸油海綿，其特徵在於所述有 機矽樹脂採用信越公司的KR-240型號產品。5. 如權利要求1所述一種以有機矽樹脂為基體的超疏水吸油海綿，其特徵在於所述易 溶性小分子晶體顆粒選自氯化鈉晶體、氯化鉀晶體、蔗糖晶體中的一種。6. 如權利要求1所述一種以有機矽樹脂為基體的超疏水吸油海綿，其特徵在於所述與 對二甲苯相溶的不易揮發性溶劑採用液體石蠟。7. 如權利要求1所述一種以有機娃樹脂為基體的超疏水吸油海綿的製備方法，其特徵 在於具體步驟如下： 將基體、與對二甲苯相溶的不易揮發性溶劑、對二甲苯混合，再加入易溶性小分子晶體 顆粒和二氧化鈦，離心後去除表面清液，加熱，然後將固化後的樹脂去除，用水和丙酮洗去 易溶性小分子晶體顆粒、與對二甲苯相溶的不易揮發性溶劑和對二甲苯，即得以有機矽樹 脂為基體的超疏水吸油海綿。8. 如權利要求7所述一種以有機娃樹脂為基體的超疏水吸油海綿的製備方法，其特徵 在於所述加熱的溫度為70 °C，加熱的時間為12h。
【專利摘要】一種以有機矽樹脂為基體的超疏水吸油海綿及其製備方法，涉及吸油海綿。所述以有機矽樹脂為基體的超疏水吸油海綿按質量比的組成：基體3～10；二氧化鈦5～20；對二甲苯6～20；摻雜劑1 50～100；摻雜劑2 6～20；所述摻雜劑1為易溶性小分子晶體顆粒，所述摻雜擠2為與對二甲苯相溶的不易揮發性溶劑。將基體、與對二甲苯相溶的不易揮發性溶劑、對二甲苯混合，再加入易溶性小分子晶體顆粒和二氧化鈦，離心後去除表面清液，加熱，然後將固化後的樹脂去除，用水和丙酮洗去易溶性小分子晶體顆粒、與對二甲苯相溶的不易揮發性溶劑和對二甲苯，即得以有機矽樹脂為基體的超疏水吸油海綿。具有較好的吸油性能。
【IPC分類】C08L83/04, C09K3/32, C08K3/22, C08J9/26
【公開號】CN105713393
【申請號】CN201610250813
【發明人】李磊, 吳正晨, 張愛娟
【申請人】廈門大學