本發(fā)明涉及石油化工、環(huán)境及軍事領(lǐng)域,具體是一種吸油樹脂,更確切的說是一種聚丙烯酸酯類高吸油樹脂及其制備方法。
背景技術(shù):
隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展,海上石油工業(yè)日益凸顯其重要地位,但是,與此同時(shí),也帶來了一系列環(huán)境問題,如溢油事故頻發(fā)、工業(yè)廢水排放入海、油船泄漏等等,不但給海洋生態(tài)及人類生活環(huán)境帶來了極大的破壞,而且還使得有限的資源白白浪費(fèi)。因此,優(yōu)質(zhì)吸油樹脂材料的研發(fā)已經(jīng)成為現(xiàn)階段一個(gè)重大的課題。
目前,國(guó)內(nèi)外已開發(fā)出的高吸油樹脂大體包括四大類,分別是丙烯酸酯類高吸油樹脂、烯烴類高吸油樹脂、聚氨酯發(fā)泡類高吸油樹脂和改性天然高吸油性樹脂。烯烴類高吸油樹脂雖然對(duì)一些油品的親和性能更加優(yōu)越,但是由于含有多個(gè)碳原子的烯烴來源較少,以致其價(jià)格過于昂貴;改性天然高吸油性樹脂更接近于傳統(tǒng)高吸油性樹脂,但存在吸油速率較慢、保油能力低等問題;聚氨酯發(fā)泡類吸油材料則存在吸油后強(qiáng)度低、回收不方便和保油性能差等缺點(diǎn),不能在使用時(shí)發(fā)揮良好的吸油效果。故實(shí)際應(yīng)用中多采用丙烯酸酯類高吸油樹脂。
自20世紀(jì)60年代美國(guó)dow化學(xué)公司開始研究高性能吸油樹脂材料之后,國(guó)內(nèi)外相繼開始研究各種類型的高吸油樹脂。高吸油樹脂具有一定的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),粒子內(nèi)部存在一定的空間,對(duì)多種油品具有一定的吸附性。日本在上個(gè)世紀(jì)70年代后期也對(duì)其進(jìn)行了研究,如日本專利平05-15777、平05-32708和平05-209017等公開了丙烯酸長(zhǎng)碳鏈烷基酯高吸油樹脂。中國(guó)專利(公開號(hào):cn1869090)公開了一種高吸油樹脂,其以橡膠和烷基苯乙烯為原料,以二乙烯基苯、乙二醇二乙烯酸酯類物質(zhì)為交聯(lián)劑,采用懸浮聚合方法制備了一種高吸油樹脂。但上述專利所述內(nèi)容及產(chǎn)物多存在產(chǎn)品形態(tài)難以控制、粒子粘結(jié)性強(qiáng)、制備工藝復(fù)雜、吸油速率慢和吸放油可逆性不佳等問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,解決相應(yīng)技術(shù)問題,本發(fā)明公開了一種聚丙烯酸酯類高吸油樹脂及其制備方法,本發(fā)明的高吸油樹脂能有效提高樹脂的吸油倍率和保油能力,同時(shí)使吸油樹脂的形貌得到大幅改善,因而在海上漏油處理等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種聚丙烯酸酯類高吸油樹脂,其制備原料包括聚合單體、分散相、引發(fā)劑、交聯(lián)劑、主分散劑、輔分散劑、致孔劑和本身具有吸油能力的彈性體;
所述聚合單體是由一種丙烯酸酯類單體、一種長(zhǎng)鏈烷基丙烯酸酯類單體和一種短鏈烷基丙烯酸酯類單體組成的。
本發(fā)明除了使用長(zhǎng)鏈烷基丙烯酸酯類單體為樹脂引入長(zhǎng)鏈側(cè)基,以增加其對(duì)汽油、煤油、機(jī)油、柴油等長(zhǎng)鏈非極性油品的吸收能力以外,更重要的是,通過適當(dāng)比例的短鏈烷基酯作為硬單體以達(dá)到調(diào)整粒子軟硬程度的目的和改善由于丙烯酸酯類單體的加入使得合成后粒子粘性大易團(tuán)結(jié)的問題,從而制備出形貌單一、分散良好、保存和后處理容易的吸油樹脂。而短鏈烷基丙烯酸酯類單體側(cè)基則可提高對(duì)苯、甲苯、四氯化碳等極性油品的吸收能力。
進(jìn)一步,本發(fā)明提供了一種聚丙烯酸酯類高吸油樹脂的制備方法,即首先在分散相中使一種丙烯酸酯類單體、一種長(zhǎng)鏈烷基丙烯酸酯類單體和一種短鏈烷基丙烯酸酯類單體,在引發(fā)劑和交聯(lián)劑的作用下懸浮聚合,得到交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);其次由于主、輔分散劑的共同作用,因此可以得到形貌優(yōu)良的單一可分散粒子。再者,由于加有致孔劑,那么去除致孔劑后就會(huì)使粒子形成微孔結(jié)構(gòu),從而使吸油倍率進(jìn)一步大幅上升。加入本身具有吸油能力的彈性體,可以改變樹脂結(jié)構(gòu)中的單一化學(xué)交聯(lián),使原有化學(xué)交聯(lián)中伴有部分物理交聯(lián),達(dá)到減弱化學(xué)交聯(lián)的目的,進(jìn)而使油品更容易進(jìn)入到樹脂內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中。由附圖1和2本發(fā)明產(chǎn)物的掃描電子顯微鏡照片可以看到:吸油樹脂形態(tài)良好,分散均勻,不粘結(jié),且粒子表面具有豐富的微孔結(jié)構(gòu)。
選用傅立葉紅外光譜儀對(duì)本發(fā)明產(chǎn)物進(jìn)行紅外光譜分析,如附圖4所示,波數(shù)2919cm-1、2850cm-1、1727cm-1和1144cm-1處的吸收峰都出現(xiàn)了不同程度的變化。波數(shù)在2919cm-1與2850cm-1處的吸收峰是由鏈結(jié)構(gòu)中的c-h2伸縮振動(dòng)引起的;1727cm-1處的強(qiáng)吸收峰是由c=o伸縮振動(dòng)引起的;1144cm-1處的強(qiáng)吸收峰由o-c-o伸縮振動(dòng)引起,由以上兩處的吸收峰可以表明吸油樹脂鏈中具有酯基結(jié)構(gòu)。圖譜中未出現(xiàn)c=c鍵的特征峰,表明分子鏈中的雙鍵已參與交聯(lián)且反應(yīng)完全。
本發(fā)明提高了吸油樹脂的吸油性能,并通過對(duì)單體的調(diào)整改善了所制吸油樹脂粒子的形貌與形態(tài),大大降低了由一般合成方法所制備的吸油樹脂粒子的表面粘性,為其下一步加工提供了方便,故具有良好的應(yīng)用前景。
附圖說明
圖1為實(shí)施例3獲得的高吸油樹脂的掃描電鏡圖。
圖2為實(shí)施例4獲得的高吸油樹脂的掃描電鏡圖。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例9獲得的高吸油樹脂的掃描電鏡圖。
圖4為本發(fā)明所述的高吸油樹脂的紅外光譜圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明是通過一種丙烯酸酯類單體、一種長(zhǎng)鏈烷基丙烯酸酯類單體和一種短鏈烷基丙烯酸酯類單體聚合交聯(lián)形成的形貌單一、分散良好、保存和后處理容易的高吸油樹脂。相對(duì)于由其他單體聚合得到的樹脂,本發(fā)明解決了合成后粒子粘性大、易團(tuán)結(jié)等問題。
為了驗(yàn)證上述技術(shù)構(gòu)思,在本發(fā)明的一些示例性實(shí)施例中,本發(fā)明提供了上述其中兩種單體組合形成的吸油樹脂,同時(shí)還提供了上述三種單體組合形成的吸油樹脂,以證明三種單體的組合對(duì)吸油樹脂的吸油倍率、吸油速率以及保油率有極大的提高,并且對(duì)分散粒子的形貌影響極大。
具體使用時(shí),所述丙烯酸酯類單體可選用丙烯酸丁酯,所述長(zhǎng)鏈烷基丙烯酸酯類單體可選用十八烷基甲基丙烯酸酯,短鏈烷基丙烯酸酯類單體可選用甲基丙烯酸甲酯。所述長(zhǎng)鏈烷基丙烯酸酯類單體為含有碳原子數(shù)12以上的烷基丙烯酸酯類單體,作為碳原子數(shù)12以上的烷基,可列舉出十二烷基、月桂基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、二十烷基、三十烷基和四十烷基等。反之,短鏈烷基丙烯酸酯類單體為含有碳原子數(shù)低于12的烷基丙烯酸酯類單體。
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合具體實(shí)施例,并參照附圖,對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
由于聚合單體在分子鏈中的排列可能有多種形式,如~abcacbab~、~bcabbaac~等等,所以無法用一種明確的鏈結(jié)構(gòu)表示本反應(yīng)的原理,下式是本發(fā)明制備一種聚丙烯酸酯類高吸油樹脂最典型的反應(yīng)原理:
本發(fā)明在懸浮聚合中,利用自由基引發(fā)劑提供的自由基引發(fā)短鏈、長(zhǎng)鏈烷基丙烯酸酯類單體和丙烯酸酯類單體與交聯(lián)劑發(fā)生反應(yīng)。采用熱引發(fā)劑首先需要利用惰性氣體(實(shí)驗(yàn)中選用氮?dú)猓┡懦w系中的氧氣,以避免氧對(duì)反應(yīng)的阻聚,然后根據(jù)引發(fā)劑的活性和用量設(shè)定反應(yīng)溫度及相應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間,反應(yīng)結(jié)束后取出反應(yīng)粒子用乙醇溶液洗滌數(shù)次,抽濾并在室溫下自然晾干。
為此,本發(fā)明提供了一種聚丙烯酸酯類高吸油樹脂的制備方法,包括如下步驟:
a.將分散劑完全溶解于分散相中;
b.將長(zhǎng)、短鏈烷基丙烯酸酯類單體和丙烯酸酯類單體混合,并與引發(fā)劑、交聯(lián)劑、致孔劑、分散劑和a.步驟中的分散劑溶液一起加入到帶有攪拌器、溫度計(jì)、冷凝管的反應(yīng)容器中;
c.若加入本身具有吸油能力的彈性體,則事先將一定量的彈性體加入到甲苯溶液中使其溶脹至溶解,添加方式同b.步驟中其他組分;
d.氮?dú)獗Wo(hù)下將混合體系升溫至30~40℃,攪拌至混合均勻,然后升溫至70℃反應(yīng)4h,升溫至80℃反應(yīng)2h,最后升溫至90℃熟化1h,停止反應(yīng);
e.洗滌、抽濾、自然晾干后即制得聚丙烯酸酯類高吸油樹脂。
另外,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是,高吸油樹脂的保油性能和樹脂形貌有著密切的聯(lián)系。而本發(fā)明所述聚丙烯酸酯類高吸油樹脂的表面粘接程度與三種單體的比例有著極大的聯(lián)系,形貌良好、不粘接的粒子保油性能大大提高。這是因?yàn)閱误w組成決定著樹脂粒子內(nèi)部網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的基本骨架,骨架剛硬則使得保油能力大大提高。因此,為了獲得形貌單一、分散良好、保存和后處理容易的高吸油樹脂,本發(fā)明所述的一種丙烯酸酯類單體、一種長(zhǎng)鏈烷基丙烯酸酯類單體和一種短鏈烷基丙烯酸酯類單體優(yōu)選的摩爾比為1:1.14:5.12。
在本發(fā)明的一些示例性實(shí)施例中,本發(fā)明所述引發(fā)劑采用了自由基引發(fā)劑,優(yōu)選過氧化苯甲酰、偶氮二異丁腈中的一種。其添加量占聚合單體總質(zhì)量的0.8%。
所述交聯(lián)劑優(yōu)選n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺。其添加量占聚合單體總質(zhì)量的0.107%。
所述主分散劑優(yōu)選聚乙烯醇、對(duì)十二烷基苯磺酸鈉、羥乙基纖維素中的一種,其占單體總質(zhì)量的0.9%;輔分散劑為碳酸鈣,其添加量占聚合單體總質(zhì)量的0.15%。
所述致孔劑優(yōu)選醋酸乙酯。致孔劑的加入主要是使不反應(yīng)且易于揮發(fā)的小分子有機(jī)物占據(jù)樹脂內(nèi)部一定體積,反應(yīng)結(jié)束后再通過致孔劑的去除使得樹脂形成一定數(shù)量的微孔,形成的微孔可大大提高樹脂的吸油水平。其添加量占聚合單體總質(zhì)量的50%。
所述用來改善樹脂吸油水平的彈性體優(yōu)選三元乙丙橡膠。三元乙丙橡膠本身具有較好的吸油性能,能解決目前樹脂吸油量小的問題,并大幅提高吸油倍率和吸油速率。更重要的是,三元乙丙橡膠的加入可以改變樹脂單一的化學(xué)交聯(lián)結(jié)構(gòu),使其具有一定程度的物理交聯(lián),形成一種類似于半互穿網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu),從而進(jìn)一步提升樹脂的吸油水平。其添加量占聚合單體總質(zhì)量的2.25-6.0%。
進(jìn)一步,優(yōu)選的分散相是聚合單體總質(zhì)量600%的去離子水。
在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中,樹脂吸油性能的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)如下:
吸油率的測(cè)定采取下述方案:稱取1.00g試樣,放入容器當(dāng)中,分別加入有機(jī)溶劑,室溫下放置24h后取出,抽濾至油品滴淌完全,取出吸油樹脂并迅速稱重。吸油倍率按如下公式計(jì)算:n=(m2-m1)/m1,式中m1為吸油前樹脂的質(zhì)量,g;m2為吸油后樹脂的質(zhì)量,g;n為吸油倍率,g/g。
保油率的測(cè)定采取下述方案:稱取1.00g試樣,放入容器當(dāng)中,分別加入有機(jī)溶劑,室溫下放置24h后取出,抽濾至油滴淌完全,然后在離心機(jī)中以1000r/min離心5分鐘,取出吸油樹脂并迅速稱重。保油率按如下公式計(jì)算:r=(n2/n1)×100%,式中:n1為離心前吸油樹脂的質(zhì)量,g;n2為離心后吸油樹脂的質(zhì)量,g;r為保油率。
吸油速率的測(cè)定采取下述方案:吸油時(shí)間為0.5h,將吸油0.5小時(shí)后的樹脂按吸油率的稱重方案測(cè)試稱重。以公式:v=(m3/m2)×100%表示0.5h可達(dá)到飽和吸油量的百分比,用v間接表明吸油速率的快慢。其中m2為吸油24h后樹脂的重量,g;m3為吸油0.5h后樹脂的重量,g。
實(shí)施例1
向三頸燒瓶中通入氮?dú)庖猿M瓶中氧氣,向瓶中加入單體混合液,其中甲基丙烯酸甲酯2.31g,丙烯酸丁酯17.79g,蒸餾水120g;將交聯(lián)劑n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺0.0214g和引發(fā)劑過氧化二苯甲酰0.16g溶于致孔劑乙酸乙酯10.0g中;把上述混合溶液加入到三頸燒瓶中,把主、輔分散劑聚乙烯醇0.18g、caco30.03g加入到三頸燒瓶中;升溫至30~40℃,攪拌至完全溶解;將溫度升至70℃聚合4h后升溫至80℃繼續(xù)聚合2h,最后,升溫至90℃聚合1h,反應(yīng)結(jié)束;反應(yīng)結(jié)束后,冷卻至室溫,用乙醇洗滌2~3次,抽濾,室溫下自然晾干12h,得到產(chǎn)品。經(jīng)測(cè)定粒徑在1mm左右。稱取一定質(zhì)量的產(chǎn)品,分別放入甲苯和汽油中,24h后,放置在濾紙上抽濾后,測(cè)量其吸油倍率、吸油速率和保油率,結(jié)果如下:
油品吸油倍率n(g/g)吸油速率v保油率r
甲苯28.2712.10%90.34%
汽油10.3411.05%90.11%
實(shí)施例2
向三頸燒瓶中通入氮?dú)庖猿M瓶中氧氣,向瓶中加入單體混合液,其中甲基丙烯酸甲酯4.00g,丙烯酸丁酯16.00g,蒸餾水120g;將交聯(lián)劑n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺0.0214g和引發(fā)劑過氧化二苯甲酰0.16g溶于致孔劑乙酸乙酯10.0g中;把上述混合溶液加入到三頸燒瓶中,把主、輔分散劑聚乙烯醇0.18g、caco30.03g加入到三頸燒瓶中;升溫至30~40℃,攪拌至完全溶解;將溫度升至70℃聚合4h后升溫至80℃聚合2h,最后,升溫至90℃聚合1h,反應(yīng)結(jié)束;反應(yīng)結(jié)束后,冷卻至室溫,用乙醇洗滌2~3次,抽濾,室溫下自然晾干12h,得到產(chǎn)品。經(jīng)測(cè)定粒徑在1mm左右。稱取一定質(zhì)量的產(chǎn)品,分別放入甲苯和汽油中,24h后,放置在濾紙上抽濾后,測(cè)量其吸油倍率、吸油速率和保油率,結(jié)果如下:
油品吸油倍率n(g/g)吸油速率v保油率r
甲苯25.2711.95%92.11%
汽油8.8310.04%91.79%
實(shí)施例3
向三頸燒瓶中通入氮?dú)庖猿M瓶中氧氣,向瓶中加入單體混合液,其中十八烷基甲基丙烯酸酯11.00g,甲基丙烯酸甲酯9.00g,蒸餾水120g;將交聯(lián)劑n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺0.0214g和引發(fā)劑過氧化二苯甲酰0.16g溶于致孔劑乙酸乙酯10.0g中;把上述混合溶液加入到三頸燒瓶中,把主、輔分散劑聚乙烯醇0.18g、caco30.03g加入到三頸燒瓶中;升溫至30~40℃,攪拌至完全溶解;將溫度升至70℃聚合4h后升溫至80℃繼續(xù)聚合2h,最后,升溫至90℃聚合1h,反應(yīng)結(jié)束;反應(yīng)結(jié)束后,冷卻至室溫,用乙醇洗滌2~3次,抽濾,室溫下自然晾干12h,得到產(chǎn)品。經(jīng)測(cè)定粒徑在1mm左右。稱取一定質(zhì)量的產(chǎn)品,分別放入甲苯和汽油中,24h后,放置在濾紙上抽濾后,測(cè)量其吸油倍率、吸油速率和保油率,結(jié)果如下:
油品吸油倍率n(g/g)吸油速率v保油率r
甲苯29.3211.81%93.23%
汽油11.9610.55%94.67%
實(shí)施例4
向三頸燒瓶中通入氮?dú)庖猿M瓶中氧氣,向瓶中加入單體混合液,其中十八烷基甲基丙烯酸酯7.50g,甲基丙烯酸甲酯10.00g,丙烯酸丁酯2.50g,蒸餾水120g;將交聯(lián)劑n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺0.0214g和引發(fā)劑過氧化二苯甲酰0.16g溶于致孔劑乙酸乙酯10.0g中;把上述混合溶液加入到三頸燒瓶中,把主、輔分散劑聚乙烯醇0.18g、caco30.03g加入到三頸燒瓶中;升溫至30~40℃,攪拌至完全溶解;將溫度升至70℃聚合4h后升溫至80℃繼續(xù)聚合2h,最后,升溫至90℃聚合1h,反應(yīng)結(jié)束;反應(yīng)結(jié)束后,冷卻至室溫,用乙醇洗滌2~3次,抽濾,室溫下自然晾干12h,得到產(chǎn)品。經(jīng)測(cè)樹脂粒徑大約1mm左右。稱取一定質(zhì)量的產(chǎn)品,分別放入甲苯和汽油中,24h后,放置在濾紙上抽濾后,測(cè)量其吸油倍率、吸油速率和保油率,結(jié)果如下:
油品吸油倍率n(g/g)吸油速率v保油率r
甲苯25.8013.43%94.43%
汽油13.9613.40%91.40%
實(shí)施例5
向三頸燒瓶中通入氮?dú)庖猿M瓶中氧氣,向瓶中加入單體混合液,其中甲基丙烯酸甲酯2.31g,丙烯酸丁酯17.79g,蒸餾水120g;將交聯(lián)劑n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺0.0214g和引發(fā)劑過氧化二苯甲酰0.16g溶于致孔劑乙酸乙酯10.0g中;把上述混合溶液加入到三頸燒瓶中,把主、輔分散劑聚乙烯醇0.18g、caco30.03g加入到三頸燒瓶中;然后把三元乙丙橡膠的混合溶液15.0g(用30.0g甲苯溶解2.0g三元乙丙橡膠得到)加入到燒瓶中;升溫至30~40℃,攪拌至完全溶解;將溫度升至70℃聚合4h后升溫至80℃繼續(xù)聚合2h,最后,升溫至90℃聚合1h,反應(yīng)結(jié)束;反應(yīng)結(jié)束后,冷卻至室溫,用乙醇洗滌2~3次,抽濾,室溫下自然晾干12h,得到產(chǎn)品。稱取一定質(zhì)量的產(chǎn)品,分別放入甲苯和汽油中,24h后,放置在濾紙上抽濾后,測(cè)量其吸油倍率、吸油速率和保油率,結(jié)果如下:
油品吸油倍率n(g/g)吸油速率v保油率r
甲苯37.0717.16%85.21%
汽油14.9015.36%86.69%
實(shí)施例6
向三頸燒瓶中通入氮?dú)庖猿M瓶中氧氣,向瓶中加入單體混合液,其中甲基丙烯酸甲酯2.31g,丙烯酸丁酯17.79g,蒸餾水120g;將交聯(lián)劑n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺0.0214g和引發(fā)劑過氧化二苯甲酰0.16g溶于致孔劑乙酸乙酯10.0g中;把上述混合溶液加入到三頸燒瓶中,把主、輔分散劑聚乙烯醇0.18g、caco30.03g加入到三頸燒瓶中;然后把三元乙丙橡膠的混合溶液9.0g(用30.0g甲苯溶解1.5g三元乙丙橡膠得到)加入到燒瓶中;升溫至30~40℃,攪拌至完全溶解;將溫度升至70℃聚合4h后升溫至80℃繼續(xù)聚合2h,最后,升溫至90℃聚合1h,反應(yīng)結(jié)束;反應(yīng)結(jié)束后,冷卻至室溫,用乙醇洗滌2~3次,抽濾,室溫下自然晾干12h,得到產(chǎn)品。稱取一定質(zhì)量的產(chǎn)品,分別放入甲苯和汽油中,24h后,放置在濾紙上抽濾后,測(cè)量其吸油倍率、吸油速率和保油率,結(jié)果如下:
油品吸油倍率n(g/g)吸油速率v保油率r
甲苯34.8415.22%87.80%
汽油14.2215.01%87.16%
實(shí)施例7
向三頸燒瓶中通入氮?dú)庖猿M瓶中氧氣,向瓶中加入單體混合液,其中甲基丙烯酸甲酯2.31g,丙烯酸丁酯17.79g,蒸餾水120g;將交聯(lián)劑n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺0.0214g和引發(fā)劑過氧化二苯甲酰0.16g溶于致孔劑乙酸乙酯10.0g中;把上述混合溶液加入到三頸燒瓶中,把主、輔分散劑聚乙烯醇0.18g、caco30.03g加入到三頸燒瓶中;然后把三元乙丙橡膠的混合溶液9.0g(用30.0g甲苯溶解3.0g三元乙丙橡膠得到)加入到燒瓶中;升溫至30~40℃,攪拌至完全溶解;將溫度升至70℃聚合4h后升溫至80℃繼續(xù)聚合2h,最后,升溫至90℃聚合1h,反應(yīng)結(jié)束;反應(yīng)結(jié)束后,冷卻至室溫,用乙醇洗滌2~3次,抽濾,室溫下自然晾干12h,得到產(chǎn)品。稱取一定質(zhì)量的產(chǎn)品,分別放入甲苯和汽油中,24h后,放置在濾紙上抽濾后,測(cè)量其吸油倍率、吸油速率和保油率,結(jié)果如下:
油品吸油倍率n(g/g)吸油速率v保油率r
甲苯38.7019.77%85.39%
汽油15.5316.18%85.26%
實(shí)施例8
向三頸燒瓶中通入氮?dú)庖猿M瓶中氧氣,向瓶中加入單體混合液,其中甲基丙烯酸甲酯2.31g,丙烯酸丁酯17.79g,蒸餾水120g;將交聯(lián)劑n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺0.0214g和引發(fā)劑偶氮二異丁腈0.16g溶于致孔劑乙酸乙酯10.0g中;把上述混合溶液加入到三頸燒瓶中,把主、輔分散劑十二烷基苯磺酸鈉0.18g、caco30.03g加入到三頸燒瓶中;然后把三元乙丙橡膠的混合溶液9.0g(用30.0g甲苯溶解3.0g三元乙丙橡膠得到)加入到燒瓶中,升溫至30~40℃,攪拌至完全溶解;將溫度升至70℃聚合4h后升溫至80℃繼續(xù)聚合2h,最后,升溫至90℃聚合1h,反應(yīng)結(jié)束;反應(yīng)結(jié)束后,冷卻至室溫,用乙醇洗滌2~3次,抽濾,室溫下自然晾干12h,得到產(chǎn)品。稱取一定質(zhì)量的產(chǎn)品,分別放入甲苯和汽油中,24h后,放置在濾紙上抽濾后,測(cè)量其吸油倍率、吸油速率和保油率,結(jié)果如下:
油品吸油倍率n(g/g)吸油速率v保油率r
甲苯23.8817.12%90.30%
汽油14.1117.20%91.84%
實(shí)施例9
向三頸燒瓶中通入氮?dú)庖猿M瓶中氧氣,向瓶中加入單體混合液,其中甲基丙烯酸甲酯10.00g,丙烯酸丁酯2.50g,十八烷基甲基丙烯酸酯7.50g,蒸餾水132.6g;將交聯(lián)劑n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺0.0214g和引發(fā)劑過氧化二苯甲酰0.16g溶于致孔劑乙酸乙酯10.0g中;把上述混合溶液加入到三頸燒瓶中,把主、輔分散劑聚乙烯醇0.18g、caco30.03g加入到三頸燒瓶中;然后把三元乙丙橡膠的混合溶液6.0g(用30.0g甲苯溶解2.0g三元乙丙橡膠得到)加入到燒瓶中;升溫至30~40℃,攪拌至完全溶解;將溫度升至70℃聚合4h后升溫至80℃繼續(xù)聚合2h,最后,升溫至90℃聚合1h,反應(yīng)結(jié)束;反應(yīng)結(jié)束后,冷卻至室溫,用乙醇洗滌2~3次,抽濾,室溫下自然晾干12h,得到產(chǎn)品。稱取一定質(zhì)量的產(chǎn)品,分別放入甲苯和汽油中,24h后,放置在濾紙上抽濾后,測(cè)量其吸油倍率、吸油速率和保油率,結(jié)果如下:
油品吸油倍率n(g/g)吸油速率v保油率r
甲苯29.5015.15%89.94%
汽油16.3314.43%87.45%
實(shí)施例10
向三頸燒瓶中通入氮?dú)庖猿M瓶中氧氣,向瓶中加入單體混合液,其中甲基丙烯酸甲酯7.50g,丙烯酸丁酯5.00g,十八烷基甲基丙烯酸酯7.50g,蒸餾水132.6g;將交聯(lián)劑n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺0.0214g和引發(fā)劑過氧化二苯甲酰0.16g溶于致孔劑乙酸乙酯10.0g中;把上述混合溶液加入到三頸燒瓶中,把主、輔分散劑聚乙烯醇0.18g、caco30.03g加入到三頸燒瓶中;然后把三元乙丙橡膠的混合溶液6.0g(用30.0g甲苯溶解2.0g三元乙丙橡膠得到)加入到燒瓶中;升溫至30~40℃,攪拌至完全溶解;將溫度升至70℃,聚合4h后升溫至80℃繼續(xù)聚合2h,最后,升溫至90℃聚合1h,反應(yīng)結(jié)束;反應(yīng)結(jié)束后,冷卻至室溫,用乙醇洗滌2~3次,抽濾,室溫下自然晾干12h,得到產(chǎn)品。稱取一定質(zhì)量的產(chǎn)品,分別放入甲苯和汽油中,24h后,放置在濾紙上抽濾后,測(cè)量其吸油倍率、吸油速率和保油率,結(jié)果如下:
油品吸油倍率n(g/g)吸油速率v保油率r
甲苯24.5014.45%90.22%
汽油12.3314.57%90.35%
通過實(shí)施例4與實(shí)施例1至3的吸油樹脂的吸油性能對(duì)比可以看出:長(zhǎng)鏈?zhǔn)送榛サ囊肟商嵘龢渲瑢?duì)汽油的吸收倍率,三種單體的配比是決定粒子形貌好壞的關(guān)鍵。對(duì)比實(shí)施例3(圖1)與實(shí)施例4(圖2)可以看出,相對(duì)于兩種單體組合,三種單體配比使得吸油樹脂的分散性良好,形貌完好且大小均勻,解決了兩種單體組合合成后粒子粘性大、易團(tuán)結(jié)等問題。
通過實(shí)施例5至7的吸油樹脂的吸油性能對(duì)比可以看出:隨著彈性體加入量的增加,吸油樹脂的吸油量呈現(xiàn)先明顯上升然后再略有下降的變化趨勢(shì)。本來兩種單體組合形成的吸油樹脂就存在粒子粘性大、易團(tuán)結(jié)等問題,同時(shí)聚合時(shí)加入彈性體后體系粘度增大導(dǎo)致散熱不均,合成出的樹脂粒子出現(xiàn)嚴(yán)重粘結(jié)。故彈性體的加入量不宜超過單體總質(zhì)量的4.5%。
通過實(shí)施例4與8的吸油樹脂的吸油性能對(duì)比可以看出:彈性體的加入可使吸油樹脂對(duì)長(zhǎng)鏈非極性油品(包括但不局限于所述汽油、煤油、機(jī)油、柴油等)的吸油倍率和吸油速率得到進(jìn)一步提升。
通過對(duì)比實(shí)施例3(圖1)與實(shí)施例4(圖2)可以看出,單體配比對(duì)樹脂粒子表面結(jié)構(gòu)和粒徑有一定影響。增加長(zhǎng)鏈烷基酯的添加量可能會(huì)使致孔劑的致孔能力下降,導(dǎo)致表面只能形成凹坑結(jié)構(gòu)。同時(shí)通過對(duì)比也可以看出,表面孔結(jié)構(gòu)可以提高吸油倍率。由實(shí)施例9(圖3)可以看出,添加彈性體會(huì)影響粒子形貌。原因主要在于:彈性體本身黏度較大,在懸浮聚合過程中會(huì)使油性小液滴粘接在一起而導(dǎo)致產(chǎn)物粘結(jié)。綜上可以看出,本發(fā)明技術(shù)方案中,影響高吸油性樹脂吸油倍率的因素主要有:?jiǎn)误w摩爾比、單體種類和彈性體的加入量。通過對(duì)傳統(tǒng)配方和工藝的改進(jìn),本發(fā)明中的高吸油性樹脂對(duì)甲苯的吸油率高達(dá)38.70g/g;對(duì)汽油的吸收率高達(dá)16.33g/g;保油率提高到94.67%;通過在化學(xué)交聯(lián)中引入物理交聯(lián),使得最大吸油速率達(dá)到0.5,0.5h可達(dá)全部吸油量的19.77%。
以上對(duì)本發(fā)明做了示例性描述,應(yīng)該說明的是,在不脫離本發(fā)明核心情況下,任何簡(jiǎn)單變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)的等同替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。