新型高吸油性樹(shù)脂的設(shè)計(jì)、合成及其性能研究.pdf

1、近年來(lái)，我國(guó)油污染情況日益嚴(yán)重，對(duì)環(huán)境及人類生活構(gòu)成了極大的威脅，需要開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)的吸油材料來(lái)解決油污染問(wèn)題。高吸油性樹(shù)脂是一種不同于傳統(tǒng)吸油材料的新型吸油材料，具有吸油種類多、吸油量大、不吸水、保油能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)和廣闊的發(fā)展前景。高吸油性樹(shù)脂的合成和應(yīng)用對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)有著重要的實(shí)際意義。本文采用懸浮態(tài)乳液聚合法制備疏松多孔型高吸油性樹(shù)脂，詳細(xì)研究了高吸油性樹(shù)脂內(nèi)部結(jié)構(gòu)和吸油性能的影響因素，系統(tǒng)考察了高吸油性樹(shù)脂的聚合動(dòng)力學(xué)，并對(duì)高吸油性樹(shù)脂

2、的吸油機(jī)理進(jìn)行了初步的探討。 本文首先以甲基丙烯酸丁酯（BMA）和長(zhǎng)鏈烷基酯丙烯酸十八烷基酯（OA）為單體，過(guò)硫酸鉀（KPS）為引發(fā)劑，鄰苯二甲酸二烯丙酯（DAP）為交聯(lián)劑，環(huán)己烷（CH）為沉淀劑，聚乙烯醇（PVA）為分散劑，十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）為乳化劑，通過(guò)懸浮念乳液聚合工藝制備了疏松多孔型長(zhǎng)鏈高吸油性樹(shù)脂，詳細(xì)研究了引發(fā)劑濃度、交聯(lián)劑濃度、沉淀劑濃度、分散劑濃度、乳化劑濃度、交聯(lián)劑添加時(shí)間、水油比、單體配比、攪拌速率

3、和聚合溫度等因素對(duì)樹(shù)脂顆粒形態(tài)和吸油性能的影響，并對(duì)所制得的高吸油性樹(shù)脂進(jìn)行了差示掃描量熱（DSC）和熱重（TG）分析，研究了其熱穩(wěn)定性。得到較好的實(shí)驗(yàn)聚合工藝為：mKPS/VBMA=0．02/5 g/ml， VDAP/VBMA=2/5， t交聯(lián)劑添加時(shí)間=15 min， VCH/VBMA=10/5，Vwater/Voil=15/15，T=80℃，t=2 h，mPVA/VBMA：0．18/5 g/ml，mSDBS/VBMA=0．8/5

4、g/ml，mOA/VBMA=0．4/5 g/ml，r=600 rpm。所得高吸油性樹(shù)脂對(duì)甲苯的最大吸油率為23．48 g/g。熱分析表明：通過(guò)懸浮念乳液聚合制備的長(zhǎng)鏈高吸油性樹(shù)脂熱分解溫度為112．5℃，具有較好的耐熱性能，能滿足一般的使用要求。 本研究系統(tǒng)討論了引發(fā)劑濃度、單體配比、水油比、沉淀劑濃度、分散劑濃度和乳化劑濃度對(duì)長(zhǎng)鏈高吸油性樹(shù)脂聚合動(dòng)力學(xué)的影響，考察了不同聚合時(shí)間下樹(shù)脂的顆粒形態(tài)及其吸油率，并對(duì)高吸油性樹(shù)脂的吸油

5、機(jī)理進(jìn)行了初步探討。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：轉(zhuǎn)化率隨引發(fā)劑KPS濃度的增加而升高：聚合前期，單體配比對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響不大，但到聚合后期，轉(zhuǎn)化率隨共聚單體OA濃度的增加而呈現(xiàn)下降趨勢(shì)：相同聚合時(shí)間下轉(zhuǎn)化率隨水油比的增大而增大；隨著沉淀劑CH濃度的增加，聚合速率略微減慢。分散劑PVA和乳化劑SDBS對(duì)聚合速率影響不大。聚合反應(yīng)進(jìn)行2 h時(shí)，通過(guò)懸浮態(tài)乳液聚合工藝制備的長(zhǎng)鏈高吸油性樹(shù)脂顆粒形念疏松，吸油率高。以BMA和短鏈烷基酯甲基丙烯酸甲酯（MMA）為

6、單體，KPS為引發(fā)劑，DAP為交聯(lián)劑，CH為沉淀劑，PVA為分散劑，SDBS為乳化劑，通過(guò)懸浮態(tài)乳液聚合工藝制備疏松多孔型短鏈高吸油性樹(shù)脂，詳細(xì)討論了聚合工藝參數(shù)對(duì)樹(shù)脂顆粒形態(tài)和吸油性能的影響。得到較好的實(shí)驗(yàn)聚合工藝為：mKPS/VBMA=0．025/5 g/ml，VDAP/VBMA=5/5，t交聯(lián)劑添加時(shí)間=15 min，VCH/VBMA=20/5， t=2 h， Vwater/Voil=10/30， T=80℃， mPVA/VBMA

7、=0．12/5g/ml，mSDBS/VBMA=0．5/5g/ml，VMMA/VBMA=5/5，r=250 rpm。通過(guò)懸浮態(tài)乳液聚合工藝制備得到的短鏈高吸油性樹(shù)脂對(duì)甲苯的吸油率達(dá)17．57 g/g。懸浮聚合和乳液聚合工藝相比，懸浮態(tài)乳液聚合工藝制備的短鏈高吸油性樹(shù)脂的吸油率較高，吸油速率較快，保油效果好，再生利用率高。與懸浮態(tài)乳液聚合工藝制備的短鏈高吸油性樹(shù)脂相比，懸浮態(tài)乳液聚合工藝制備的長(zhǎng)鏈高吸油性樹(shù)脂吸油率較高，吸油速率較快，保油效