含氯化聚丙烯的吸油凝膠的制備與表征畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、含氯化聚丙烯的吸油凝膠的制備與表征摘要隨著世界工業(yè)的不斷發(fā)展，油污排放日益增加，油品泄漏的途徑和機(jī)會(huì)也就越來(lái)越多，特別是海上航運(yùn)造成的大規(guī)模泄漏油事故。傳統(tǒng)的吸油材料無(wú)論是性能還是產(chǎn)量上都不能滿足當(dāng)前的要求，而互穿網(wǎng)絡(luò)吸油凝膠以其良好的吸油率、保油率和優(yōu)異的再生利用性能等特點(diǎn)得到越來(lái)越多的重視。本課題以氯化聚丙烯（cpp）和丙烯酸丁酯(ba)為原料，制備了半互穿網(wǎng)絡(luò)型吸油凝膠。將氯化聚丙烯（cpp）共混在溶劑甲苯中，然后加入二乙烯基苯、丙烯酸丁酯，以偶氮二異丁氰為引發(fā)劑，引發(fā)丙烯酸丁酯聚合，得到氯化聚丙烯和聚丙烯酸丁酯的半互穿網(wǎng)絡(luò)的吸油凝膠。通過(guò)對(duì)樹(shù)脂吸油率、保油率的測(cè)試，得出了cpp、ba相

2、對(duì)含量及交聯(lián)劑用量對(duì)其吸油性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)ba含量為變量時(shí)，隨著ba含量增加，吸油率先增大后趨于穩(wěn)定。其在氯仿中具有最大吸油率，高達(dá)7.9585g/g。吸油凝膠的吸油速率在0-5h內(nèi)較快，后趨于穩(wěn)定。當(dāng)交聯(lián)劑為變量時(shí)，隨著交聯(lián)劑量的增加，合成凝膠的吸油率先增大后減小并趨于一個(gè)穩(wěn)定值。其在氯仿中具有最大吸油率，高達(dá)10.1646g/g。吸油凝膠的吸油速率在0-5h內(nèi)較快，在12h左右趨于飽和。合成的凝膠回收和再生利用效果很好，反復(fù)10次左右仍具有較好的吸油率。關(guān)鍵詞：溶液聚合法，互傳網(wǎng)絡(luò)，吸油率，氯化聚丙烯i河南科技大學(xué)2012屆畢業(yè)論文preparation and charact

3、erization of high oil-absorbing gel containing cppabstract with the rapid development of the global industry, the greasy pollution is increasing day by day. greasiness leakage, especially large scale oil leakage accident caused by marine shipping, is becoming more and more common. the traditional oi

4、l-absorbing materials cant meet the requirements. but the oil gel with a structure of interpenetrating network is becoming more and more widely studied for its good oil-absorbing rate, oil retention rate and excellent recycled properties.this topic use chlorinated polypropylene (cpp) and butyl acryl

5、ate (ba) as ingredients to synthetize the oil-absorbing gel with a structure of semi interpenetrating network. we make the cpp dissolved in the toluene solvent, and then add o-divinylbenzene as crosslinker, butyl acrylate as monomer, and 2，2-azobisisobutyronitrile (aibn) as initiator to initiate the

6、 ba polymerize to form semi interpenetrating network oil-absorbing gel which is made up of cpp and ba. the effects of cpp, ba and crosslinker on the oil-absorbing properties of the gel were investigated.the results show that the oil-absorbing rate firstly increased and then tends to be stable with t

7、he increasing of ba. it has the highest oil absorption rate up to 7.9585g / g in the chloroform. the oil-absorbing rate firstly increased and then tends to be stable with the increasing of crosslinker content. it has the highest oil absorption rate up to 10.1646g / g in the chloroform. the oil-absor

8、bing rate increases very fast in the first 5 hours and become saturated in the 12th hours. the oil-absorbing gel has a good recycle property, and it also keep an excellent oil-absorbing rate after 10 times used.key words：solution polymerization, transfer network, oil absorption rate, chlorinated pol

9、ypropylene目錄第1章 前言1 1.1 高吸油樹(shù)脂的研究背景1 1.1.1 油污來(lái)源及危害1 1.1.2 處理油污染的方法2 1.1.3 吸油材料2 1.2 高吸油樹(shù)脂在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況3 1.3 高吸油樹(shù)脂的分類(lèi)及其聚合工藝5 1.3.1 聚丙烯酸酯類(lèi)5 1.3.2 烯烴類(lèi)6 1.3.3 聚氨酯類(lèi)7 1.4 高吸油樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)7 1.5高吸油樹(shù)脂的吸油機(jī)理8 1.6 影響高吸油樹(shù)脂吸油性能的因素9 1.6.1 單體9 1.6.2 交聯(lián)劑9 1.6.3 引發(fā)劑10 1.6.4 反應(yīng)溫度10 1.6.5 反應(yīng)時(shí)間10 1.7 高吸油樹(shù)脂的加工11 1.8高吸油樹(shù)脂的應(yīng)用11 1.8.1 環(huán)

10、境保護(hù)11 1.8.2 用作緩釋基材11 1.8.3 作為紙張、濾嘴添加劑、橡膠油性改性劑11 1.8.4 減肥產(chǎn)品11 1.8.5 人造固體燃料12 1.9 高吸油樹(shù)脂的再生方法12 1.9.1 水蒸餾法12 1.9.2 乙醇置換法12 1.9.3 表面活性劑法12 1.10高吸油樹(shù)脂的展望12 1.10.1 擴(kuò)大原料選擇范圍12 1.10.2 提高吸油率和吸油速率13 1.10.3 加強(qiáng)與樹(shù)脂吸油性能相關(guān)的理論方面的研究13 1.10.4 吸油后處理13 1.10.5 拓寬吸油樹(shù)脂的應(yīng)用領(lǐng)域13 1.10.6 開(kāi)發(fā)新的聚合工藝13 1.11選題13第2章 實(shí)驗(yàn)部分15 2.1實(shí)驗(yàn)原材料與儀

11、器 15 2.2 互穿網(wǎng)絡(luò)型高吸油樹(shù)脂的制備16 2.3 分析與表征16 2.3.1吸油率的測(cè)定16 2.3.2 吸油速率的測(cè)定17 2.3.3 保油率的測(cè)定17 2.3.4 樹(shù)脂的再生利用測(cè)試17第3章 結(jié)果與討論18 3.1 ba含量對(duì)高吸油樹(shù)脂吸油性能的影響18 3.1.1 體系中ba含量對(duì)高吸油樹(shù)脂吸油率的影響18 3.1.2 ba含量為變量時(shí)最佳工藝配方下樹(shù)脂的吸油速率21 3.1.3 ba含量為變量時(shí)最佳工藝配方下樹(shù)脂的離心保油率 22 3.1.4 ba含量為變量時(shí)最佳工藝配方下樹(shù)脂的再生利用22 3.2 交聯(lián)劑用量對(duì)高吸油樹(shù)脂吸油性能的影響23 3.2.1 交聯(lián)劑用量對(duì)高吸油樹(shù)脂

12、吸油率的影響23 3.2.2 交聯(lián)劑用量為變量時(shí)最佳工藝配方下樹(shù)脂的吸油速率25 3.2.3 交聯(lián)劑用量為變量時(shí)最佳工藝配方下樹(shù)脂的離心保油率較25 3.2.4 交聯(lián)劑用量為變量時(shí)最佳工藝配方下樹(shù)脂的再生利用26第4章 結(jié)論27參考文獻(xiàn)28致謝3026第1章 前言1.1 高吸油樹(shù)脂的研究背景隨著世界工業(yè)的不斷發(fā)展和人類(lèi)生活水平的不斷提高，油船、油罐事故及含油廢水排放等造成的河流、海洋污染導(dǎo)致地球的環(huán)境日益惡化，直接威脅人類(lèi)和動(dòng)植物的生存。人們也認(rèn)識(shí)到工業(yè)油的泄露和工業(yè)廢油的排放所造成的油污染日趨嚴(yán)重，因此污染油的有效回收技術(shù)以及對(duì)凈化含油工業(yè)廢水的材料研究勢(shì)在必行。因此優(yōu)質(zhì)吸油材料的開(kāi)發(fā)研究已

13、經(jīng)成為重大的研究課題。1.1.1 油污來(lái)源及危害隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的加快以及世界石油工業(yè)的飛速發(fā)展，特別是近年來(lái)陸岸、海上石油開(kāi)采量和海上運(yùn)量的大幅度增加，海上運(yùn)油事故頻繁發(fā)生，溢油污染已成為各種海洋污染類(lèi)型中發(fā)生頻率最高、分布面積最廣、危害程度最大的一種。海洋污染科學(xué)研究專(zhuān)家組曾在本世紀(jì)80年代對(duì)海洋污染進(jìn)行了系統(tǒng)的調(diào)查和評(píng)估，得出出了石油是海洋污染中最多最嚴(yán)重的污染物。研究結(jié)果顯示造成石油污染最大的污染源是海洋運(yùn)輸，占總污染源的45%；其次是城市及工業(yè)含油廢水的排放，比如石油工業(yè)的采油、煉油、貯油運(yùn)輸及石油化工都產(chǎn)生含有污水，油輪壓艙水、洗艙水、機(jī)械工業(yè)的冷卻潤(rùn)滑液、軋鋼水及食品工業(yè)等的廢

14、水中都含有大量的油。1.1.2 處理油污染的方法目前處理海洋油污染主要用分散法、凝固法、圍欄法和吸收法四種方法。其中分散法使用的分散劑毒性大、用量大，加重了海洋污染，不建議使用。凝固法采用凝油劑使油結(jié)塊便于回收，不產(chǎn)生二次污染，但由于凝油劑生產(chǎn)成本高致使此法推廣困難。吸收法是解決海洋油污染的主要方法，此法采用吸油材料吸附油污，以達(dá)到清理污染的目的。吸收法需要有良好的吸油材料，材料要具備吸油速度快、密度?。ㄎ秃罂梢蚤L(zhǎng)時(shí)間漂浮在水面便于回收）、無(wú)毒（以免產(chǎn)生二次污染）等優(yōu)異性能。1.1.3 吸油材料吸油材料分為傳統(tǒng)吸油材料和新型功能高分子高吸油樹(shù)脂材料。傳統(tǒng)吸油材料通常是利用材料的表面、間隙以及

15、空腔的毛細(xì)作用吸油，具有吸油速度快、保油性差的特點(diǎn)，所以其運(yùn)用領(lǐng)域受到了很大的限制，尤其不適用于回收水面浮油。高吸油樹(shù)脂是近年來(lái)開(kāi)發(fā)成功的用于廢水處理的一種新型功能高分子材料，它是低交聯(lián)度的聚合物，以親油性單體為基本單位，經(jīng)適度交聯(lián)形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，吸收的油以范德華力保存在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中。與傳統(tǒng)吸油材料相比，這種吸油材料具有吸油能力強(qiáng)，保油能力好，回收方便，耐熱性好等特點(diǎn)，可用作油、煙霧過(guò)濾材料、橡膠改性劑、合成樹(shù)脂改性添加劑及香精、殺蟲(chóng)劑等釋放性基材2。1.2 高吸油樹(shù)脂在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 國(guó)外對(duì)高吸油樹(shù)脂的研究始于上世紀(jì)60年代，開(kāi)發(fā)較早的國(guó)家是美國(guó)和日本，并且已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)。高吸油樹(shù)脂最早于

16、1966年由美國(guó)道化學(xué)公司研究開(kāi)發(fā)，并申請(qǐng)了專(zhuān)利，他們以烷基乙烯為單體，經(jīng)二乙烯苯交聯(lián)制得了一種非極性的高吸油樹(shù)脂。其后日本三井石化、三菱石化及觸媒化學(xué)工業(yè)公司等也相繼投入力量進(jìn)行開(kāi)發(fā)，分別在1973年和1990年采用了另外一種方法，這種方法以烷基苯乙烯、甲基丙烯酸長(zhǎng)鏈烷基酯（其烷基鏈長(zhǎng)有220個(gè)碳原子）為單體，采用二乙烯基苯、乙二醇二丙烯酸甲酯、二甲基丙烯酸甘醇酯等雙烯單體為交聯(lián)劑，用懸浮聚合法首先在較低溫度下聚合一段時(shí)間，然后升溫，再繼續(xù)聚合一段時(shí)間而后得到聚合物，并與1992年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，達(dá)到100t/a的規(guī)模。國(guó)內(nèi)對(duì)高吸油樹(shù)脂的研究起步較晚，但有一定的研究成果。目前，浙江大學(xué)和天津

17、理工大學(xué)等單位進(jìn)行了諸多研究和實(shí)驗(yàn)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)各研究機(jī)構(gòu)在這方面的研究也取得了不少進(jìn)展。如大連理工大學(xué)和中國(guó)石油蘭州石化公司石油化工研究院開(kāi)發(fā)了自溶脹高吸油樹(shù)脂，并已達(dá)到了工業(yè)化要求；周美華等制備了聚苯乙烯接枝丁苯橡膠高吸油樹(shù)脂；路建美、朱秀林、黃歧善等分別以甲基丙烯酸酯為單體，選擇不同的交聯(lián)劑合成了對(duì)煤油、甲苯等不同油品吸收倍率在10-20倍的高吸油樹(shù)脂；劉德榮等以少量丙烯酸和丙烯酸酯進(jìn)行溶液共聚合，合成丙烯酸自潤(rùn)型吸油樹(shù)脂；魯新宇等將丙烯酸酯單體在惰性溶劑中進(jìn)行懸浮聚合，制得內(nèi)部具有小孔，外形呈蓬松狀粒子的高吸油樹(shù)脂，可吸附于10.2倍自重的煤油；徐萍英等在單一化學(xué)交聯(lián)劑高吸油樹(shù)脂中引入

18、物理交聯(lián)，合成了含物理交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高吸油聚丙烯酸酯4。高吸油樹(shù)脂是一類(lèi)極具發(fā)展前景的高效多功能吸油材料，在清除油類(lèi)污染、改善人類(lèi)生存環(huán)境中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和保護(hù)環(huán)境的呼聲日趨高漲，對(duì)高效環(huán)保型吸油材料的需求正在迅速增長(zhǎng)，因此系統(tǒng)開(kāi)發(fā)新型高吸油樹(shù)脂具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，高吸油樹(shù)脂已經(jīng)成為一種極具開(kāi)發(fā)前景的材料。1.3 高吸油樹(shù)脂的分類(lèi)及其聚合工藝根據(jù)聚合原料的不同，高吸油樹(shù)脂可以分為：聚丙烯酸酯類(lèi)、烯烴類(lèi)、聚氨酯類(lèi)。1.3.1 聚丙烯酸酯類(lèi)丙烯酸酯類(lèi)高吸油樹(shù)脂單體來(lái)源廣泛，聚合工藝比較成熟，是國(guó)內(nèi)目前研究的主要方向。所用的單體是丙烯酸酯類(lèi)和甲基丙烯酸酯類(lèi)等。這種

19、樹(shù)脂可有以下幾種聚合工藝制備。（1） 懸浮聚合法 這是目前最常用的方法，制備的產(chǎn)物是內(nèi)部分布有小孔外形呈蓬松狀的粒子，由于其多孔的特性它的吸油速率極快。懸浮聚合是指溶有引發(fā)劑的單體在強(qiáng)烈的攪拌下，以小液滴狀態(tài)懸浮于水中進(jìn)行聚合的方法。單體液滴在懸浮聚合過(guò)程中逐步轉(zhuǎn)化為聚合物固體粒子，單體與聚合物共存時(shí)，聚合物單體有粘性，在體系中加入分散劑可以在粒子表面形成保護(hù)膜，防止相互粘附。懸浮聚合體系一般包括單體、引發(fā)劑、交聯(lián)劑、水、分散劑等組成部分。產(chǎn)物粒徑與攪拌速率、分散劑的種類(lèi)和用量有關(guān)。懸浮聚合成立機(jī)理是：油溶性單體在攪拌的剪切力作用下，先分散成大液珠，繼續(xù)受剪切力作用分散成小液滴，分散劑包覆小液

20、滴使單體呈穩(wěn)定的分散狀態(tài)。懸浮聚合制備的樹(shù)脂一般是粉狀或粒狀，一般用作制造離子交換樹(shù)脂和各種塑料等。懸浮聚合通常以水為分散介質(zhì)，有體系粘度較低、溫度容易控制、后處理工序簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低諸多優(yōu)點(diǎn)，因此工業(yè)上應(yīng)用較為廣泛。但此工藝也存在產(chǎn)品粒徑大、三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不完全、分散劑不易除凈等缺陷，影響樹(shù)脂的吸油性能。（2） 乳液聚合法乳液聚合體系由單體、水、水溶性引發(fā)劑、乳化劑四個(gè)基本組成部分。工業(yè)生產(chǎn)時(shí)，體系的組分就較為復(fù)雜了，可能還會(huì)有穩(wěn)定劑、表面張力調(diào)節(jié)劑、緩沖劑、分子量調(diào)節(jié)劑等。在乳液聚合中，單體在水中被乳化劑分散成乳液狀態(tài)，在水溶性引發(fā)劑的作用下聚合得到高吸油性樹(shù)脂。目前研究人員又研制除了新的乳

21、液聚合方法，如微乳液聚合法、無(wú)皂乳液聚合法及種子乳液聚合法等。 （3）分散聚合法 這種聚合工藝是在分散劑完全溶解后，加入溶有部分引發(fā)劑的單體和交聯(lián)劑，在一定溫度下聚合制備出高吸油樹(shù)脂。這種工藝制備的樹(shù)脂粒徑分布窄、吸油速率快，但樹(shù)脂交聯(lián)度低，吸油性能不好。通過(guò)分散聚合可制備出單分散微米級(jí)帶功能基團(tuán)的聚合物微球，還能進(jìn)一步經(jīng)化學(xué)轉(zhuǎn)化為有用的衍生物。 （4）縮合官能團(tuán)交聯(lián)如以不同的丙烯酸酯為共聚單體，己烷二異氰酸酯為交聯(lián)劑，可制備出高吸油樹(shù)脂。1.3.2 烯烴類(lèi)烯烴類(lèi)高吸油樹(shù)脂對(duì)油品的吸收性能優(yōu)越，這是由于烯烴分子含有極性基團(tuán)，尤其是長(zhǎng)碳鏈烴對(duì)各種油品都有較好的吸收能力。蔣必彪等用聚氯乙烯與銅試劑

22、二乙基二硫代氨基甲酸鈉反應(yīng)合成了分子鏈上帶有多個(gè)引發(fā)基團(tuán)的聚氯乙烯大分子引發(fā)劑，用此大分子引發(fā)劑引發(fā)苯乙烯單體進(jìn)行接枝聚合合成了聚氯乙烯接枝苯乙烯新型高吸油樹(shù)脂5。由于烯烴分子不含極性基團(tuán)，該吸油樹(shù)脂對(duì)油品的親和性能更加優(yōu)越。但高碳烯烴來(lái)源少，國(guó)內(nèi)外研究不多。1.3.3 聚氨酯類(lèi)聚氨酯類(lèi)高吸油樹(shù)脂目前主要應(yīng)用于緊急處理油田泄露事故，方法是將聚氨酯現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡，以此發(fā)泡體作為油吸收劑，以小規(guī)模的設(shè)備可以吸附大量的泄漏油。發(fā)泡劑多是氟利昂，勻泡劑是有機(jī)硅系材料。聚氨酯高吸油樹(shù)脂的原料一般包括聚醚類(lèi)多元醇、聚酯類(lèi)多元醇、異氰酸酯化合物（如甲基二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯等）。1.4 高吸油樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)

23、 高吸油樹(shù)脂的微觀結(jié)構(gòu)是適度交聯(lián)的三維分子網(wǎng)6，交聯(lián)主要有三種方式：化學(xué)交聯(lián)、物理交聯(lián)、離子交聯(lián)，它們各自的特點(diǎn)如表1-2。表 1-2 高吸油樹(shù)脂的交聯(lián)方式交聯(lián)形式特點(diǎn)物理交聯(lián)一種是氫鍵結(jié)合，長(zhǎng)鏈大分子上帶有羥基或其它極性基團(tuán)，它們之間相互吸引而使長(zhǎng)鏈大分子相互纏結(jié)在一起一種是分子間的范德華力，長(zhǎng)鏈大分子的鏈段間相互吸引而纏結(jié)化學(xué)交聯(lián)長(zhǎng)鏈大分子間通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合起來(lái)，形成一種空間三維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。離子結(jié)合長(zhǎng)鏈大分子間通過(guò)金屬離子相互聯(lián)系在一起，而導(dǎo)致長(zhǎng)鏈大分子的纏結(jié)。由表1-2可知物理交聯(lián)與化學(xué)交聯(lián)有很大的不同，如圖1-1和1-2所示7?；瘜W(xué)交聯(lián)主要由共價(jià)鍵交聯(lián)點(diǎn)組成，連接比較緊密，而物理交聯(lián)則主

24、要由交聯(lián)區(qū)組成。離子交聯(lián)則是大分子間通過(guò)金屬離子相互結(jié)合。這三種結(jié)合方式中化學(xué)交聯(lián)最穩(wěn)定，交聯(lián)度過(guò)高，吸油時(shí)鏈段不易擴(kuò)張到最大程度，吸油倍率較低；交聯(lián)過(guò)低，吸油時(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)容易坍塌，因此單一化學(xué)交聯(lián)的樹(shù)脂不實(shí)用，引入物理交聯(lián)則能大大提高樹(shù)脂的吸油性能。圖1-1 化學(xué)交聯(lián) 圖 1-2 物理交聯(lián)1.5 高吸油樹(shù)脂的吸油機(jī)理高吸油樹(shù)脂是由親油性單體聚合而成的低交聯(lián)度聚合物，高分子間具有交聯(lián)的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，材料內(nèi)部具有一定的微孔。它是利用其內(nèi)部的親油基團(tuán)和油分子之間產(chǎn)生的范德華力來(lái)吸油的，初始時(shí)被吸入的油儲(chǔ)藏在樹(shù)脂內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)空間中，此時(shí)油分子被吸入的很少并不足以使高分子鏈段伸展開(kāi)，這個(gè)階段是油分子的擴(kuò)散

25、控制。當(dāng)油分子進(jìn)入足夠多時(shí)，高吸油樹(shù)脂發(fā)生溶脹，高分子鏈段充分伸展，網(wǎng)絡(luò)中只有共價(jià)鍵結(jié)合的交聯(lián)點(diǎn)存在，此時(shí)開(kāi)始為flory-huggins方程控制，由熱力學(xué)不平衡態(tài)向平衡態(tài)方向移動(dòng)。當(dāng)高分子鏈段伸展到一定程度時(shí)，會(huì)慢慢回縮，即存在彈性回縮李，最終達(dá)到熱力學(xué)平衡8。則高吸油樹(shù)脂的吸油過(guò)程，如圖1-3所示，是其在油品中充分溶脹形成凝膠的過(guò)程。被樹(shù)脂吸收的油品保存在交聯(lián)的三維網(wǎng)絡(luò)中，接近于化學(xué)吸收，其吸油性能和保油性能均大大優(yōu)于棉紗、粘土等傳統(tǒng)吸油材料。由以上所述可以得出高吸油樹(shù)脂中親油基團(tuán)和油分子間的相互親和作用是其吸油的推動(dòng)力的結(jié)論。因此改變吸油樹(shù)脂的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高親油基團(tuán)與油分子間的相互作用，

26、成為提高樹(shù)脂吸油性能的關(guān)鍵。圖 1-3 高吸油樹(shù)脂的吸油過(guò)程1.6 影響高吸油樹(shù)脂吸油性能的因素1.6.1 單體單體是吸油樹(shù)脂中的關(guān)鍵組成部分，選擇合適的單體是首要問(wèn)題。（1）單體的極性影響油品和樹(shù)脂之間的親和力，所因樹(shù)脂的吸油率決定于單體的極性。當(dāng)樹(shù)脂與油品的溶度參數(shù)9相近時(shí)，樹(shù)脂達(dá)到最大吸油率。對(duì)丙烯酸酯類(lèi)高吸油樹(shù)脂而言，吸油率隨碳鏈長(zhǎng)度增加先上升后下降，吸油率與樹(shù)脂的有效網(wǎng)絡(luò)容積有關(guān)，脂鏈過(guò)長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中有效容積過(guò)低，能容納的油分子量就少。一般，碳原子數(shù)在12到16的范圍內(nèi)的樹(shù)脂吸油能力最大。（2）單體的空間結(jié)構(gòu)也影響樹(shù)脂的吸油性能，因?yàn)閱误w的空間結(jié)構(gòu)決定樹(shù)脂內(nèi)部微孔的數(shù)量和大小。單體的支

27、鏈越多，樹(shù)脂內(nèi)部的微孔數(shù)越多。相同碳原子數(shù)的單體，支鏈交長(zhǎng)單體的樹(shù)脂吸油能力優(yōu)于支鏈較短的10（如丙烯酸十二酯比丙烯酸四酯的吸油能力強(qiáng)）。在丙烯酸十二酯為單體的樹(shù)脂中加入適量的丙烯酸四酯共聚能改變樹(shù)脂的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高吸油性能。（3）選擇適當(dāng)?shù)膯误w共聚來(lái)制備吸油樹(shù)脂，能夠改善樹(shù)脂的親和性能及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而提高樹(shù)脂的吸油性能。1.6.2 交聯(lián)劑 高吸油樹(shù)脂的三種交聯(lián)方式中化學(xué)交聯(lián)最常用，這種交聯(lián)方式使用最多的交聯(lián)劑一般是含有兩個(gè)不飽和鍵以上的烷烴、芳烴或丙烯酸類(lèi)。交聯(lián)度和交聯(lián)密度的大小決定了三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)的伸展能力，而控制交聯(lián)劑用量可以控制交聯(lián)度和交聯(lián)密度，因此交聯(lián)劑用量直接決定樹(shù)脂的吸油能力

28、。交聯(lián)劑用量過(guò)大，交聯(lián)點(diǎn)間的鏈段較短，鏈段活動(dòng)受限制，導(dǎo)致樹(shù)脂剛性大、溶脹能力很差、吸油性能差；交聯(lián)劑用量太少，樹(shù)脂部分溶于油中，回收和使用困難。因此，為最大限度的提高樹(shù)脂的吸油性能一定要合理控制交聯(lián)劑用量。樹(shù)脂的網(wǎng)絡(luò)空間大小及性狀（決定于交聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)）應(yīng)與油品分子相適應(yīng)11，那么被的吸收的油品不同制備樹(shù)脂所使用的交聯(lián)劑應(yīng)合理的選擇。付榮興等人的研究表明，使用雙官能團(tuán)和三官能團(tuán)的交聯(lián)劑比用單官能團(tuán)的交聯(lián)劑制備的樹(shù)脂的吸油性、保油性要好，但用四官能團(tuán)作為交聯(lián)劑的樹(shù)脂的性能并不比雙官能團(tuán)和三官能團(tuán)的優(yōu)良。此外，還可以不加交聯(lián)劑，僅靠單體間自交聯(lián)制備高吸油樹(shù)脂12。1.6.3 引發(fā)劑 高吸油樹(shù)脂一般

29、選用油溶性引發(fā)劑（如過(guò)氧化苯甲酰或偶氮二異丁氰等），引發(fā)劑的種類(lèi)對(duì)樹(shù)脂吸油性能影響不大，引發(fā)劑的濃度和用量是研究的熱點(diǎn)。在自由基聚合中，引發(fā)劑對(duì)樹(shù)脂的分子量和交聯(lián)度有很大影響，引發(fā)劑用量過(guò)大，樹(shù)脂的交聯(lián)度增加、分子量降低，則吸油率下降；引發(fā)劑用量過(guò)小，反應(yīng)速率較慢、交聯(lián)度太低、則吸油率也會(huì)下降。所以樹(shù)脂的吸油率隨著引發(fā)劑濃度的增加先出現(xiàn)峰值而后會(huì)逐漸降低13。1.6.4 反應(yīng)溫度 高吸油樹(shù)脂的聚合單體一般都帶有較大的側(cè)基14，其聚合能力相對(duì)較低。聚合溫度太低則引發(fā)劑分解較慢，致使單體聚合所需的活性核心數(shù)量不足，導(dǎo)致反應(yīng)一段時(shí)間后仍有大量單體未反應(yīng)，且合成的樹(shù)脂發(fā)粘、吸油倍率低；若聚合溫度過(guò)高，

30、引發(fā)劑分解太快，則反應(yīng)速度太快和聚合中心太多，造成樹(shù)脂分子量偏低、自交聯(lián)度增加，最終導(dǎo)致所制備的樹(shù)脂吸油性能下降。綜上所述，若想制備吸油性能較好的高吸油樹(shù)脂，必須選擇適宜的聚合溫度。 1.6.5 反應(yīng)時(shí)間 反應(yīng)時(shí)間不足，反應(yīng)不完全，則樹(shù)脂吸油倍率低、保油性能差，樹(shù)脂發(fā)粘，產(chǎn)率低。反應(yīng)時(shí)間太長(zhǎng)，則增加了生產(chǎn)成本，并且產(chǎn)品容易粘釜。因此確定反應(yīng)的最佳時(shí)間在高吸油樹(shù)脂的制備中至關(guān)重要。 1.7 高吸油樹(shù)脂的加工 高吸油樹(shù)脂是交聯(lián)型的聚合物，所以不能用熔融法加工，也不能用溶劑溶解得方法加工，否則會(huì)破壞交聯(lián)結(jié)構(gòu)。目前主要采用吸油樹(shù)脂的兩種固體特性進(jìn)行加工：（1）固體表面或固體中分散，因?yàn)槲蜆?shù)脂能夠被粉

31、碎成微粉末，可以將粉碎了的吸油樹(shù)脂分散在其他片狀、纖維狀、顆粒狀的固體表面，也可以與其他能成型固體混合，進(jìn)一步加工成型為各種制品。（2）利用吸油樹(shù)脂在液體中分散的特性，進(jìn)一步制成海綿狀、片狀、或者做成膜。1.8 高吸油樹(shù)脂的應(yīng)用1.8.1 環(huán)境保護(hù) 主要用于處理海上浮油，防止海洋污染。此外，高吸油樹(shù)脂還可作為各種油（如廢油處理劑、電鍍制品廢油、工業(yè)廢水中的氯代烴化合物、浮油的處理劑）的吸收材料，它的密度小可以漂浮在水面上，回收方便?？椢镄透呶蜆?shù)脂可以用作油霧過(guò)濾材料、水凈化劑、浴盆和泳池的清潔材料等15。1.8.2 用作緩釋基材 高吸油樹(shù)脂的保油性能好，還具有緩釋功能，片狀的高吸油樹(shù)脂極其透

32、明，將吸收了芳香劑、殺蟲(chóng)劑的高吸油樹(shù)脂放在空氣中，樹(shù)脂中的有機(jī)溶劑會(huì)慢慢地釋放出來(lái)，利用這一特性可以制成芳香劑、殺蟲(chóng)劑、殺菌劑、誘魚(yú)劑等的載體基材16。1.8.3 作為紙張、濾嘴添加劑、橡膠油性改性劑 紙張中添加粒徑0.11微米以下的高分子乳液高吸油樹(shù)脂，可以得到特定性能的紙質(zhì)材料17。作為橡膠的油性改性劑，能提高橡膠的耐熱耐寒性能。在香煙濾嘴中添加高吸油樹(shù)脂，能夠吸收煙草燃燒產(chǎn)生的有害物質(zhì)，減小抽煙對(duì)人體的傷害。因此，高吸油樹(shù)脂已成為低焦油香煙中不可或缺的部分18。1.8.4 減肥產(chǎn)品將吸油樹(shù)脂添加到食品中，能與脂肪酸、膽汁素、膽固醇等油類(lèi)化合物生成絡(luò)合物，使這些油類(lèi)不易被人體吸收，并促進(jìn)人

33、體排泄，以此達(dá)到減肥的目的19。 1.8.5 人造固體燃料 吸油材料保油性好，用吸收了油品的樹(shù)脂做燃料提供長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定燃燒，且揮發(fā)少、不易液化，安全性高，特別適合火鍋行業(yè)或野營(yíng)時(shí)使用。 1.9 高吸油樹(shù)脂的再生方法1.9.1 水蒸餾法在加水蒸餾法回收過(guò)程中，由于容器內(nèi)存在多組分相，因此溫度處于一個(gè)動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，在水沸騰前某一溫度開(kāi)始有油品脫附，直至油品完全分離出來(lái)，同時(shí)水達(dá)到沸騰。1.9.2 乙醇置換法 高吸油樹(shù)脂的吸油是利用范德華力作用，而乙醇作為一種置換溶劑，是以油在乙醇中的溶解能力為推動(dòng)力的。乙醇是一種很好的溶劑，它與大部分有機(jī)溶劑都能很好的互溶，從而在樹(shù)脂內(nèi)外形成濃度差，使得油品被樹(shù)脂

34、置換出來(lái) 。1.9.3 表面活性劑法表面活性劑法是利用表面活性劑兩親基團(tuán)的作用進(jìn)行樹(shù)脂的再生。將表面活性劑配置成水溶液，而把吸過(guò)油品的樹(shù)脂浸泡在里面并攪拌，促使表面活性劑滲透到樹(shù)脂當(dāng)中去，利用表面活性劑親油基團(tuán)與油分子及親水基團(tuán)與水分子的作用，克服油分子與樹(shù)脂的范德華力，把油分子解吸出來(lái)。1.10 高吸油樹(shù)脂的展望1.10.1 擴(kuò)大原料選擇范圍 目前國(guó)內(nèi)的主要研究方向是以（甲基）丙烯酸酯類(lèi)為單體合成高吸油樹(shù)脂，而烯烴類(lèi)分子不含極性基團(tuán)具有更強(qiáng)的親和力，開(kāi)發(fā)烯烴類(lèi)高吸油樹(shù)脂將成為此行業(yè)的又一個(gè)熱點(diǎn)。現(xiàn)在用于制備高吸油單體價(jià)格較為昂貴，限制了高吸油樹(shù)脂的應(yīng)用，若能與傳統(tǒng)吸油材料（秸稈、鋸木粉、軋機(jī)

35、棉廢料等）結(jié)合使用，這將大大降低成本，對(duì)保護(hù)環(huán)境和節(jié)約能源做出較大貢獻(xiàn)20。1.10.2 提高吸油率和吸油速率 目前研究人員能夠制備出的高吸油樹(shù)脂的最大吸油率僅到30倍，達(dá)到飽和通常需要4到5個(gè)小時(shí)或更長(zhǎng)。所以提高樹(shù)脂的吸油倍率和吸油速率是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題21。1.10.3 加強(qiáng)與樹(shù)脂吸油性能相關(guān)的理論方面的研究 至今為止，科學(xué)家對(duì)樹(shù)脂吸油熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)、樹(shù)脂結(jié)構(gòu)與性能間的關(guān)系等方面的理論研究還比較少，若能深入探索這些理論將對(duì)吸油樹(shù)脂的制備提供理論指導(dǎo)23,24。1.10.4 吸油后處理 高吸油樹(shù)脂吸油后一般是將其燃棄，這造成了資源的浪費(fèi)。若能夠?qū)⑽秃蟮臉?shù)脂制成固體燃料，或是讓樹(shù)脂釋放油品

36、對(duì)樹(shù)脂和油品進(jìn)行分別回收將對(duì)環(huán)境的保護(hù)和資源節(jié)約做出不小的貢獻(xiàn)。1.10.5 拓寬吸油樹(shù)脂的應(yīng)用領(lǐng)域 目前高吸油樹(shù)脂主要應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)方面，還可以開(kāi)拓其它與疏水溶劑相關(guān)的用途25,26。1.10.6 開(kāi)發(fā)新的聚合工藝目前采用的聚合工藝制備出的吸油樹(shù)脂性能不夠完善，因此開(kāi)發(fā)出新的聚合工藝調(diào)節(jié)樹(shù)脂的形態(tài)結(jié)構(gòu)將會(huì)是高吸油樹(shù)脂的另一個(gè)發(fā)展方向。1.11 選題傳統(tǒng)技術(shù)的處理效果要依賴(lài)天氣的好壞、油品的性質(zhì)以及漏油程度的大小，而且成本高等缺點(diǎn)，人們相繼開(kāi)發(fā)的如無(wú)機(jī)系石灰、天然系紙漿、合成系聚氨酯泡沫等通用除油材料存在油水選擇性差、保油性能低、操作復(fù)雜等缺點(diǎn)，而且這些吸油材料的后處理比較麻煩，往往會(huì)造成二次

37、污染，因此急需開(kāi)發(fā)油水選擇性強(qiáng)、吸油率高、吸油速率快、保油性好、易于運(yùn)輸和儲(chǔ)存、比水的密度小，吸油前后都能浮在水面上、吸油材料可以重復(fù)使用、吸收的油品可以回收的新型吸油材料。高吸油樹(shù)脂是一種能代替?zhèn)鹘y(tǒng)吸油材料的高效新型功能高分子材料，是近年來(lái)各國(guó)研究開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的吸油樹(shù)脂吸油率不高、吸油速率小，主要是因?yàn)槟壳拔覈?guó)所制備的吸油樹(shù)脂不僅采用小分子化合物單體，而且采用單一的化學(xué)交聯(lián)，由于小分子單體鏈比較短，合成的材料鏈也相對(duì)比較短，分子量比較小，不利于提高吸油率，而且化學(xué)交聯(lián)是共價(jià)鍵交聯(lián)，分子鏈?zhǔn)艿浇宦?lián)的束縛很強(qiáng)，因此這種分子量小、單一化學(xué)交聯(lián)的吸油樹(shù)脂的吸油倍率低、吸油速率小、吸放油可

38、逆性差，阻礙了它的工業(yè)化發(fā)展和產(chǎn)品用途的拓展27,28,29。 考慮到以上各點(diǎn)，本課題采用溶液聚合法合成互穿網(wǎng)絡(luò)型高吸油樹(shù)脂，聚合后體系中同時(shí)存在物理交聯(lián)和化學(xué)交聯(lián)，綜合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，避免單一化學(xué)交聯(lián)的弊端。體系聚合機(jī)理是自由基聚合，包括如下幾個(gè)部分：聚合單體是丙烯酸丁酯（ba）和氯化聚丙烯（cpp），引發(fā)劑是偶氮二異丁氰（aibn），交聯(lián)劑是二乙烯基苯，溶劑是甲苯。本課題的目的是在探索一種制備高吸油樹(shù)脂的新方法，并通過(guò)改變體系中ba、cpp、交聯(lián)劑的含量，考察三者的者含量對(duì)樹(shù)脂吸油性能的影響。 第2章 實(shí)驗(yàn)部分2.1 實(shí)驗(yàn)原材料與儀器 表 21 實(shí)驗(yàn)試劑名 稱(chēng)用途級(jí) 別生 產(chǎn) 廠 家丙烯酸丁

39、酯單體分析純天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司氯化聚丙烯聚合物含氯30%天津市風(fēng)船化學(xué)試劑有限公司偶氮二異丁氰引發(fā)劑分析純天津市科密歐化學(xué)試劑開(kāi)發(fā)中心二乙烯基苯交聯(lián)劑分析純上?；瘜W(xué)試劑公司三氯甲烷油品分析純洛陽(yáng)昊華試劑有限公司甲苯油品分析純洛陽(yáng)昊華試劑有限公司丙酮油品分析純臺(tái)市雙雙化工有限公司乙醇洗滌劑無(wú)水乙醇天津市德恩化學(xué)試劑有限公司水洗滌劑去離子水氮?dú)獗Ｗo(hù)氣普通純煙臺(tái)飛鳶特種氣體有限公司表22 試驗(yàn)用單體或聚合物的主要性能名稱(chēng)相對(duì)分子質(zhì)量密度/g.cm-3tg/丙烯酸丁酯128.170.8988-56氯化聚丙烯0.93表23 實(shí)驗(yàn)儀器名稱(chēng)規(guī)格生產(chǎn)廠家磁力攪拌器78hw-1杭州儀表電機(jī)有限公司恒溫

40、水浴鍋hh-1鞏義市英峪予華儀器廠循環(huán)水式真空泵shz-d河南省予華儀器有限公司上皿電子天平fa2004上海精儀器科有限公司電熱鼓風(fēng)干燥箱101-2北京科偉永興儀器有限公司2.2 互穿網(wǎng)絡(luò)型高吸油樹(shù)脂的制備互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物（ipn）的制備方法一般是將第二單體連同交聯(lián)劑和引發(fā)劑一起溶入聚合物中，使第二單體就地聚合并且交聯(lián)形成聚合物，這樣后者就穿插在聚合物的網(wǎng)絡(luò)中?；ゴ┚W(wǎng)絡(luò)聚合物（ipn）是一種獨(dú)特的高分子共混物。它是由交聯(lián)聚合物和交聯(lián)聚合物各自交聯(lián)后所得的網(wǎng)絡(luò)連續(xù)地相互穿插而成的。ipn不同于接枝共聚物，因?yàn)樵趇pn中聚合物和之間未發(fā)生化學(xué)鍵結(jié)合。它也不同于相容的共混物，因?yàn)榫酆衔锖驮趇pn中存在

41、各自的相,雖然相分離的微區(qū)尺寸小到只有幾百至一千埃30,31。 本課題制備高吸油樹(shù)脂的步驟如下： （1） 將聚合物（cpp）溶解于一定量的溶劑（甲苯）中。（2） 將第二單體（ba）、交聯(lián)劑（dvb）、引發(fā)劑（aibn）一起加入到cpp的溶液中，在磁力攪拌器上攪拌均勻。（3） 將（2）所得混合物先通氮?dú)?，再抽真空，然后轉(zhuǎn)移至小試管中，塞上試管塞后置于70的恒溫水浴鍋中聚合。（4） 待（3）中混合體系反應(yīng)26h完全聚合后，從小試管中取出并搗碎，用無(wú)水乙醇浸泡6h洗出溶劑（甲苯），再用去離子水洗滌5次。（5） 最后將產(chǎn)物置于烘箱中于80下烘干16h，得到干燥的互傳網(wǎng)絡(luò)高吸油樹(shù)脂。（6） 取一定量的（

42、5）中所得產(chǎn)物，做吸油性能測(cè)試。2.3 分析與表征2.3.1 吸油率的測(cè)定 （1）定義：吸油率是單位質(zhì)量樹(shù)脂對(duì)特定油品在給定時(shí)間內(nèi)的吸收倍率。（2）測(cè)試方法：稱(chēng)取一定質(zhì)量的高吸油樹(shù)脂，裝入無(wú)紡布袋中，一并稱(chēng)重后，在室溫下將其浸入某種待測(cè)油品中。每隔lh取出并自然滴淌5min，濾去表面未吸收的油，取出吸油樹(shù)脂并迅速稱(chēng)量。如此連續(xù)測(cè)定10 h。最后浸24 h(即質(zhì)量不再變化為止)，測(cè)定最終的飽和吸油率。（3）計(jì)算公式22：q=(m1一m0)m0 （21）式中，q一吸油率，gg；m1一吸油后樹(shù)脂的質(zhì)量，g；m0一吸油前樹(shù)脂的質(zhì)量，g。2.3.2 吸油速率的測(cè)定吸油速率有兩種評(píng)價(jià)方法：絕對(duì)吸油速率和相

43、對(duì)吸油速率。由不同時(shí)間測(cè)出的吸油率可得樹(shù)脂的絕對(duì)吸油速率，而相對(duì)吸油速率是給定時(shí)間內(nèi)樹(shù)脂的吸油率與飽和吸油率的比值。本課題采用絕對(duì)吸油速率。計(jì)算公式如下： (22）2.3.3 保油率的測(cè)定（1）測(cè)定方法：將吸油后的油品在離心機(jī)中運(yùn)轉(zhuǎn)5min，轉(zhuǎn)速為3000rpm，然后稱(chēng)重。（2）計(jì)算公式： （23）2.3.4 樹(shù)脂的再生利用測(cè)試 將達(dá)到飽和吸油率的樹(shù)脂放入索氏提取器中，無(wú)水乙醇作為提取液，抽提24h后，置于70真空干燥箱中烘干，然后按照上文提到的吸油率的測(cè)定方法，重復(fù)測(cè)定吸油率，依次重復(fù)多次。第3章 結(jié)果與討論 3.1 ba含量對(duì)高吸油樹(shù)脂吸油性能的影響3.1.1 體系中ba含量對(duì)高吸油樹(shù)脂吸

44、油率的影響表3-1 當(dāng)ba含量為變量時(shí)體系中各組分含量產(chǎn)品序號(hào)丙烯酸丁酯（ba）氯化聚丙烯(cpp)引發(fā)劑（aibn）交聯(lián)劑（占ba的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）溶劑（甲苯）12.8528g4g0.4622g9.0%25ml24.5309g4g0.4622g9.0%25ml36.4188g4g0.4622g9.0%25ml48.5583g4g0.4622g9.0%25ml511.004g4g0.4622g9.0%25ml圖 3-2 ba含量對(duì)樹(shù)脂吸油率的影響 圖3-2為ba含量對(duì)樹(shù)脂吸油率的影響，由圖3-2可以得出如下信息：（1） 整體來(lái)看樹(shù)脂在氯仿中的吸油最高，甲苯次之，在丙酮中的吸油率較低。（2） 隨ba含

45、量的增加，樹(shù)脂在各油品中的吸油率先增加后減小，即存在一個(gè)最高值。（3） 當(dāng)ba含量為8.5583g時(shí)，吸油樹(shù)脂在氯仿中吸油率達(dá)最大值7.9585g/g。出現(xiàn)上述結(jié)果的原因如下：高吸油樹(shù)脂是三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，油品被吸附在網(wǎng)格中，與油分子有效作用的是丙烯酸丁酯（ba）中的丁酯基，隨ba含量增加吸油樹(shù)脂的吸油率增加。但當(dāng)ba含量超過(guò)一定值后，本課題所制備的吸油樹(shù)脂內(nèi)部的化學(xué)交聯(lián)居多、物理交聯(lián)太少，而化學(xué)交聯(lián)是共價(jià)鍵交聯(lián)，分子鏈?zhǔn)艿浇宦?lián)的束縛很強(qiáng)，導(dǎo)致吸油率下降。由以上討論可知本批樹(shù)脂的最佳工藝配方是：ba含量為8.5583g，氯化聚丙烯(cpp)4g，引發(fā)劑（aibn）0.4622g，交聯(lián)劑（占ba的質(zhì)

46、量分?jǐn)?shù)）9.0%，溶劑（甲苯）25ml。3.1.2 ba含量為變量時(shí)最佳工藝配方下樹(shù)脂的吸油速率圖3-3各油品的吸油速率與時(shí)間的關(guān)系由圖3-3可見(jiàn)，在開(kāi)始的5 h內(nèi)樹(shù)脂具有較快的吸油速率。約12 h吸油基本達(dá)到飽和。相比之下，樹(shù)脂對(duì)氯仿的吸油速率較高，甲苯次之，丙酮最低。樹(shù)脂的吸油速率取決于樹(shù)脂與油品之間的溶劑化作用能力及油品分子在樹(shù)脂中的擴(kuò)散能力。溶劑化作用能力與樹(shù)脂、油品的溶度參數(shù)值、極性及親電性有關(guān)。樹(shù)脂值及極性均與氯仿和甲苯非常相近，親電性互補(bǔ)，因此含氯仿、甲苯與樹(shù)脂間存在較強(qiáng)的溶劑化作用。油品分子的擴(kuò)散能力與油品分子的體積、黏度、擴(kuò)散系數(shù)及樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)有關(guān)。含氯仿、甲苯分子體積和黏度較

47、小，分子擴(kuò)散系數(shù)較高，樹(shù)脂內(nèi)部物理交聯(lián)與化學(xué)交聯(lián)并存，增加了三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的伸展能力，提高了吸油速率。3.1.3 ba含量為變量時(shí)最佳工藝配方下樹(shù)脂的離心保油率圖3-4 最佳工藝配方下樹(shù)脂在各油品中的離心保油率 由圖3-4可見(jiàn)，樹(shù)脂對(duì)不同的油品均具有較高的保油率，對(duì)甲苯的保油率比對(duì)其它油品的保油率稍微高些。高吸油性樹(shù)脂是通過(guò)親油基對(duì)油的親和力將油吸收到樹(shù)脂內(nèi)部，樹(shù)脂與油之間存在較強(qiáng)的物理吸附作用，油分子被包裹在大分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，樹(shù)脂發(fā)生溶脹并形成了具有一定強(qiáng)度的凝膠狀態(tài)。3.1.4 ba含量為變量時(shí)最佳工藝配方下樹(shù)脂的再生利用圖3-5 最佳工藝配方下樹(shù)脂的再生利用結(jié)果圖3-5為最佳工藝下凝膠的再

48、生利用結(jié)果。由圖3-5可以看出，所合成的樹(shù)脂不僅能夠回用，而且可以多次回用。從再生利用的結(jié)果看，樹(shù)脂在10次回用后對(duì)氯仿的吸油率仍然較好，達(dá)6.70g/g。3.2 交聯(lián)劑用量對(duì)高吸油樹(shù)脂吸油性能的影響3.2.1 交聯(lián)劑用量對(duì)高吸油樹(shù)脂吸油率的影響表3-3 交聯(lián)劑含量為變量時(shí)體系中各組分含量產(chǎn)品序號(hào)交聯(lián)劑（占ba的質(zhì)量分?jǐn)?shù)%）氯化聚丙烯(cpp)丙烯酸丁酯（ba）引發(fā)劑（aibn）溶劑（甲苯）114g8.5583g0.4662g25ml234g8.5583g0.4662g25ml354g8.5583g0.4662g25ml474g8.5583g0.4662g25ml594g8.5583g0.46

49、62g25ml6184g8.5583g0.4662g25ml圖 3-5 交聯(lián)劑用量對(duì)樹(shù)脂吸油率的影響由圖3-5可知這批吸油樹(shù)脂在各油品中的吸油率大小順序也是：氯仿甲苯丙酮 乙醇。原因這里不再贅述。圖3-5顯示隨交聯(lián)劑用量的增加樹(shù)脂吸油率先增加，達(dá)到最大值后開(kāi)始減小，最后趨于一個(gè)很小的平衡值。當(dāng)交聯(lián)劑用量占單體（ba）質(zhì)量分?jǐn)?shù)的3%時(shí)，所制備的吸油樹(shù)脂在氯仿中的吸油率最大，達(dá)10.1646g/g。交聯(lián)劑用量是影響樹(shù)脂吸油性能的最主要的因素。本課題在保持其它條件不變的情況下，考察了交聯(lián)劑的用量對(duì)樹(shù)脂吸油性能的影響。交聯(lián)劑的用量決定著樹(shù)脂交聯(lián)度的大小，也就決定著三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的伸展能力；當(dāng)交聯(lián)劑用

50、量較大時(shí)，交聯(lián)度增大，交聯(lián)點(diǎn)間的鏈段較短，交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)緊密，抑制了三維分子網(wǎng)的伸展，加強(qiáng)了彈性收縮力，降低了樹(shù)脂的溶脹能力，從而降低了吸油性能；而交聯(lián)劑用量太小時(shí)，不能形成很好的三維交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，樹(shù)脂可能會(huì)溶解與油品中或吸油后癱成泥狀，影響吸油性能。因此交聯(lián)劑的用量決定著所制備的吸油樹(shù)脂是否成功。3.2.2 交聯(lián)劑用量為變量時(shí)最佳工藝配方下樹(shù)脂的吸油速率 由以上討論可知本批樹(shù)脂的最佳工藝配方是：氯化聚丙烯(cpp)4g，丙烯酸丁酯（ba）8.5583g，交聯(lián)劑（占ba的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）3.0%，溶劑（甲苯）25ml。圖3-6 最佳工藝配方下樹(shù)脂在各油品中的吸油速率與時(shí)間的關(guān)系由圖3-6可見(jiàn)，在開(kāi)始的5

51、h內(nèi)樹(shù)脂具有較快的吸油速率。約12 h吸油基本達(dá)到飽和。相比之下，樹(shù)脂對(duì)氯仿的吸油速率較高，甲苯次之，丙酮最低。理由同3.1.2中，這里無(wú)需贅述。3.2.3 交聯(lián)劑用量為變量時(shí)最佳工藝配方下樹(shù)脂的離心保油率圖3-7 最佳工藝配方下樹(shù)脂在各油品中的離心保油率 由圖3-7可見(jiàn)，樹(shù)脂對(duì)不同的油品均具有較高的保油率。3.2.4 交聯(lián)劑用量為變量時(shí)最佳工藝配方下樹(shù)脂的再生利用表3-5 最佳工藝配方下樹(shù)脂的再生利用結(jié)果回用次數(shù)吸油倍率（g/g）甲苯氯仿丙酮16.873410.16462.382526.871010.00002.381036.70009.52742.380246.62319.51112.37

52、2956.42569.40002.371366.0049.34982.371075.80009.10012.370185.71419.00022.368194.89438.84132.3676104.88478.69812.3609由表3-5可以看出，所合成的樹(shù)脂不僅能夠回用，而且可以多次回用。從再生利用的結(jié)果看，樹(shù)脂在10次回用后對(duì)氯仿的吸油率仍然較好，達(dá)8.6981g/g；樹(shù)脂回用10次后對(duì)甲苯和丙酮的吸收率下降也并不多。第4章 結(jié)論1.制備高吸油樹(shù)脂所用原料中ba含量、交聯(lián)劑用量對(duì)樹(shù)脂吸油率影響較大。2.本次研究合成高吸油樹(shù)脂的最佳工藝配方是：氯化聚丙烯(cpp)4g，丙烯酸丁酯（ba）

53、8.5583g，交聯(lián)劑（占ba的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）3.0%，溶劑（甲苯）25ml。在此條件下，樹(shù)脂對(duì)氯仿和甲苯的吸油率分別達(dá)10.1646g/g、6.8735g/g，保油率分別為80%、90%。 3.將達(dá)到飽和吸油率的樹(shù)脂放入索氏提取器中，無(wú)水乙醇作為提取液，抽提24h后，置于70真空干燥箱中烘干，樹(shù)脂至少可再生利用8次。4. 所制備的吸油樹(shù)脂對(duì)不同油品的吸收能力（用吸油率來(lái)衡量）是：氯仿甲苯丙酮乙醇，吸油速率大小也是：氯仿甲苯丙酮乙醇。 參考文獻(xiàn)1 李蕓蕓，舒武炳.高吸油樹(shù)脂性能與再生的研究.化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料j，2008，6（1）：1923 . 2 魏徵，王源升，余紅偉等.丙烯酸酯類(lèi)高吸油樹(shù)脂

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