一種微孔離子化高吸油性樹(shù)脂及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及功能高分子材料領(lǐng)域，具體設(shè)及一種微孔離子化高吸油性樹(shù)脂及其制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，導(dǎo)致環(huán)境問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重，特別是油污 染。例如含油污水、廢棄液體的排放W及油船、油罐的漏油事故，造成了河流、海洋的嚴(yán)重污 染，同時(shí)對(duì)人類(lèi)的環(huán)境及生活構(gòu)成極大的威脅。特別是2010年世界范圍內(nèi)發(fā)生的多次重大 原油泄漏事件，因其漏油量大、廢油傳播范圍廣、對(duì)海洋及人類(lèi)生存環(huán)境后續(xù)影響惡劣震驚 全世界。因此，高性能吸油材料的研究與開(kāi)發(fā)已成為現(xiàn)階段一個(gè)重大的研究課題。
[0003] 高吸油樹(shù)脂是一種新型的功能高分子材料，具有優(yōu)異的吸油性能。它是由親油性 單體共聚而成的低交聯(lián)聚合物，具有=維網(wǎng)狀大分子結(jié)構(gòu)。當(dāng)油類(lèi)進(jìn)入樹(shù)脂內(nèi)部時(shí)，由于樹(shù) 脂的=維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使其只發(fā)生溶脹而不會(huì)溶解，同時(shí)大分子鏈上的親油性基團(tuán)和油分子 的溶劑化作用，使油分子被包裹在樹(shù)脂的=維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中而不溢出來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)吸油和保 油效果。由于獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征，高吸油樹(shù)脂具有油水選擇性好、吸油速率快、保油性能強(qiáng)、 后處理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。因此高吸油樹(shù)脂在環(huán)境保護(hù)、工業(yè)廢水處理等方面具有廣泛的用途。 然而，在高吸油樹(shù)脂的研究和發(fā)展中仍存在一些問(wèn)題。例如目前國(guó)內(nèi)外對(duì)高吸油樹(shù)脂的研 究主要局限在改善反應(yīng)參數(shù)和工藝條件等方面，所研制的樹(shù)脂產(chǎn)品對(duì)一些有機(jī)溶劑W及汽 油、柴油等油品的吸油倍率較低，吸油速率較慢，一般需要近20小時(shí)才能達(dá)到飽和吸油量， 該樣難W滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)高性能吸油材料的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，旨在提供一種新型微孔離子化高吸油性 樹(shù)脂的制備方法，所制備的離子化樹(shù)脂對(duì)有機(jī)溶劑或油類(lèi)有很強(qiáng)的吸收能力，具有吸油速 率快、保油率高、力學(xué)性能強(qiáng)等特點(diǎn)。該方法制備過(guò)程簡(jiǎn)單，易于操作。
[0005] 一種微孔離子化高吸油性樹(shù)脂，W對(duì)氯甲基苯己締甲基苯己締為基體，用四苯棚 酸陰離子和四烷基錠陽(yáng)離子作為配位離子基團(tuán)已引入到了樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)中，通過(guò)季胺化 反應(yīng)、離子交換反應(yīng)得到離子化單體，再W離子化單體、苯己締和甲基丙締酸醋類(lèi)單體為聚 合單體，己酸了醋為致孔劑，在引發(fā)劑、交聯(lián)劑的作用下，采用懸浮聚合法制備而成，微孔離 子化高吸油樹(shù)脂的粒徑為0. 3mm-0. 9mm，微孔孔徑為50-100um，比表面積為540-580mVg。
[0006] 上述樹(shù)脂的制備方法，按照下述步驟進(jìn)行：
[0007] 步驟1，離子化單體的制備；量取對(duì)氯甲基苯己締和；己胺于反應(yīng)容器中，再加入 極性有機(jī)溶劑，攬拌W使其混合均勻，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，50°C恒溫反應(yīng)4-5小時(shí)，反應(yīng)完成后 將所得產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，并用丙酬清洗后放入反應(yīng)容器中，再向其中加入四苯棚鋼和極性有 機(jī)溶劑，攬拌W使其混合均勻，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，25°C恒溫反應(yīng)5-6小時(shí)，將最終產(chǎn)物進(jìn)行抽 濾，用丙酬清洗后置于真空干燥箱中干燥后保存，即制備出離子化單體；
[000引在步驟1中，對(duì)氯甲基苯己締和S己胺的體積比為（1 ;1. 5)-a;2)，極性有機(jī) 溶劑為丙酬或者己醇；四苯棚鋼的質(zhì)量為對(duì)氯甲基苯己締和S己胺反應(yīng)產(chǎn)物質(zhì)量的0. 5-0. 6 倍；
[0009] 步驟2,微孔離子化高吸油性樹(shù)脂的制備；稱(chēng)取分散劑溶解于蒸饋水中，攬拌均 勻，W此溶液為水相，同時(shí)稱(chēng)取聚合單體、引發(fā)劑、交聯(lián)劑和致孔劑，攬拌均勻，W此溶液作 為油相；將水相和油相分別加入反應(yīng)容器中，攬拌速度為800-9(K)r/min，自室溫20-25 攝氏度升溫至80-90°C，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)7-9小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后將產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，依次利 用無(wú)水己醇和蒸饋水洗漆，置于真空干燥箱中干燥保存，即制備出微孔離子化高吸油性樹(shù) 脂；
[0010] 在所述步驟2中，分散劑為復(fù)合分散劑，復(fù)合分散劑組成為哲己基纖維素和明膠； 或者明膠和十二烷基苯橫酸鋼；或者哲己基纖維素和十二烷基苯橫酸鋼；或者哲己基纖 維素、明膠和十二烷基苯橫酸鋼；哲己基纖維素用量為聚合單體質(zhì)量的0. 25%-0. 5%， 明膠用量為聚合單體質(zhì)量的0.5% -1.0%，十二烷基苯橫酸鋼用量為聚合單體質(zhì)量的 0. 25% -0. 5%。
[0011] 在所述步驟2中，聚合單體由離子化單體、苯己締和甲基丙締酸醋類(lèi)單體組成，其 中甲基丙締酸醋類(lèi)單體為甲基丙締酸了醋和甲基丙締酸十二醋；或者甲基丙締酸十二醋和 甲基丙締酸十八醋；或者甲基丙締酸了醋和甲基丙締酸十八醋；或者甲基丙締酸了醋、甲 基丙締酸十二醋和甲基丙締酸十八醋；在所述步驟2中，在聚合單體中，離子化單體為1-10質(zhì)量份，苯己締單體為40-50質(zhì)量份，甲基丙締酸醋類(lèi)單體的用量按照組份配方如下： 甲基丙締酸了醋為25-35質(zhì)量份，甲基丙締酸十二醋為15-25質(zhì)量份，甲基丙締酸十八醋 為10-15質(zhì)量份，優(yōu)選離子化單體為5-8質(zhì)量份，苯己締單體為45-50質(zhì)量份，甲基丙締 酸了醋為25-30質(zhì)量份，甲基丙締酸十二醋為15-20質(zhì)量份，甲基丙締酸十八醋為12-15質(zhì)量份。
[0012] 在所述步驟2中，所述油相和水相的體積比為1 ; (3-5)。
[0013] 在所述步驟2中，引發(fā)劑為過(guò)氧類(lèi)或偶氮類(lèi)，例如過(guò)氧化苯甲酯或者偶氮二異庚 膳，用量為聚合單體質(zhì)量的2. 0% -3. 0%;交聯(lián)劑為二己締基姪類(lèi)，如二己締基苯，用量為聚 合單體質(zhì)量的1. 0% -2. 0% ;
[0014] 在所述步驟2中，致孔劑為己酸己醋、己酸了醋或者正庚燒中的一種，用量為聚合 單體質(zhì)量的30% -50%。
[0015] 上述制備方法中，所制備得到的微孔離子化高吸油樹(shù)脂的粒徑為0. 3mm-0. 9mm，微 孔孔徑為50-100um，比表面積為540-580m2/g。
[0016] 利用紅外光譜對(duì)本發(fā)明的產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試，（a)中波數(shù)為3421cnTi是因?yàn)楫a(chǎn)品吸 潮后產(chǎn)生的-OH干擾峰，（C)中波數(shù)在2935cm-i、2858cm-i為-CH3、-邸2的伸縮振動(dòng)吸收 峰。1734cm-i為脂基-COO-的吸收峰，1468cm-1、1389cm-i為處歸屬于苯環(huán)骨架上的振動(dòng)峰， 750畑14為苯環(huán)的面外彎曲振動(dòng)峰，1175cnTi為于C-N鍵的伸縮振動(dòng)引起的。結(jié)合W上分析， 可證實(shí)高吸油樹(shù)脂聚合成功，且四烷基錠陽(yáng)離子和四苯棚酸陰離子已引入到了樹(shù)脂的分子 結(jié)構(gòu)中。
[0017] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，在普通高吸油樹(shù)脂的基礎(chǔ)上引入了一定量的弱配位離子基 團(tuán)，先是制備出離子化單體，再進(jìn)行懸浮聚合制備出離子化樹(shù)脂，周期短，過(guò)程簡(jiǎn)單，易于操 作。弱配位離子基團(tuán)的引入，使樹(shù)脂在吸油過(guò)程中，產(chǎn)生了分子鏈上電荷的靜電排斥和樹(shù)脂 內(nèi)外的滲透壓不平衡現(xiàn)象，進(jìn)一步提高了其對(duì)油品的吸油倍率和吸油速率。同時(shí)致孔劑的 加入使得樹(shù)脂表面更加粗趟，微孔數(shù)增加，也大大提高了樹(shù)脂的吸油倍率和吸油速率。此 夕F，本發(fā)明所制備的微孔離子高吸油化樹(shù)脂還具有化學(xué)穩(wěn)定性高、力學(xué)性能強(qiáng)、可重復(fù)利用 次數(shù)多等特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[001引圖1為本發(fā)明微孔離子高吸油化樹(shù)脂的掃描電鏡圖片。
[0019] 圖2為本發(fā)明制備的微孔離子高吸油化樹(shù)脂的紅外光譜圖，其中（a)為對(duì)氯甲基 苯己締的季胺化產(chǎn)物，化）為離子交換產(chǎn)物，（C)為聚合的微孔離子化樹(shù)脂。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步 地詳細(xì)描述。實(shí)施例1
[0021] 離子化單體的制備：
[002引 （1)量取9血對(duì)氯甲基苯己締和14mLS己胺于250血的S口燒瓶中，再加入18血 丙酬，攬拌速度為5(K)r/min，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，50°C恒溫反應(yīng)4小時(shí)。
[002引 似將反應(yīng)完成后的產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，并用丙酬清洗；次后放入；口瓶中，再加入 0. 4g四苯棚鋼和15血丙酬，攬拌速度為50化/min,在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，25°C恒溫反應(yīng)5小時(shí)。
[0024] (3)將最終產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，用丙酬清洗=次，置于真空干燥箱中干燥后保存，即制 備出離子化單體。
[0025] 微孔離子化高吸油性樹(shù)脂的制備：
[00