CN103833884A - 一种高效吸油材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高效吸油材料的制备方法：本发明在聚合中引入全氟丁基乙烯作为共聚单体，在丙烯酸异丁酯及二乙烯基苯的基础上引入长碳链含氟单体，其疏水性能使树脂对油的相容性能得到优化，吸油与保油能力增强；聚合中引入软组分丙烯酸异丁酯提供长碳链支链结构，优化了树脂分子三维空间网状结构，提高树脂分子三维空间网状结构对油分子的捕捉能力.使树脂的综合吸油性能显著增加，从而研制出高性能的丙烯酸系高吸油性树脂，同时含氟基团的引入，使树脂骨架耐腐蚀性增强，球体表面受到保护，从而延长了使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种树脂吸附剂的制备方法，特别是一种高效吸油材料的制备方法。
背景技术
高吸油性树脂是近年来迅速发展的功能高分子材料，这些材料有着类似高吸水性树脂的网络结构，能吸收各种不同油性的物质，具有吸油速度快、吸油倍率高，保油能力强以及良好的耐热、耐寒、不易老化和材料吸油后处理方便等特点。具有原料来源广、合成方法简单、性能优异等优点，是一种具有推广应用前景的新型功能高分子材料.
高吸油性树脂由亲油性单体制得的低交联度聚合物，具有三维交联网状结构，内部有一定的微孔。吸油时，树脂分子中的亲油基链段与油分子发生溶剂化作用，油分子进入到树脂的网络结构中足够多时，高分子链段开始伸展，树脂发生溶胀，但是由于交联点的存在，高分子链段伸展到一定程度后慢慢回缩，直到平衡。高吸油性树脂的吸油机理与高吸水性树脂的吸水机理相似，但是后者除范德华力外还可利用氢键吸水，正是因为这一区别，高吸油性树脂不可能像高吸水性树脂一样饱和吸油倍数(树脂饱和吸油时所吸收的油量与树脂原质量之比)达数百倍甚至上千倍，吸油性树脂的吸收倍数要小得多，一般只能达到几十倍。另外高吸油性树脂也是利用其分子网状结构的伸展来实现其吸油和保油性能的。因此，高吸油树脂的吸油和保油性能不仅与其侧基亲油基团的亲油能力有关，也与树脂分子的空间网状结构有较大的关系。具体地说，树脂侧基上的酯类基团亲油能力越强，分子网状结构越大，空间位阻越小，推动力就越大，储油能力也越强，则其吸油能力就越高；反之，树脂侧基上的酯类基团亲油能力越差，分子网状结构越小，推动力越小，储油空间越小，树脂的吸油保油能力就越差。
US5688843中公开了以(甲基)丙烯酸烷基酯以及(甲基)丙烯酸芳基酯为聚合单体，以双官能团单体为交联剂制备高吸油性树脂，合成树脂对煤油，甲苯的吸油率分别达到25g/g，43.5g/g，保油率在82.6％～92.0％之间。
CN102199242公开了一种多孔高吸油性树脂的制备方法，其特点是首先将引发剂偶氮二异丁腈、乳化剂司班80、致孔剂、交联剂加入到单体甲基丙烯酸十八酯中，搅拌均匀，搅拌下匀速滴加无水氯化钙的水溶液，滴加完毕继续搅拌，然后进行高内相比乳液模板聚合，产物经冷却、分离、索氏提取器抽提、真空干燥得到多孔高吸油性树脂。
CN1757658一种高吸油树脂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)采用苯乙烯和交联剂为单体原料制备低交联聚苯乙烯；(2)采用长链烯烃类单体或者溶剂与长链烯烃类单体的混合物溶胀低交联聚苯乙烯，并进行烷基化反应，将长链烯烃类单体通过烷基化反应接入到低交联聚苯乙烯分子的苯侧基上，制得苯乙烯-长链烯烃型高吸油树脂。
以上公开技术中树脂侧基上的酯类基团亲油能力较差，分子网状结构小，造成空间位阻大，出现了合成树脂的纯度、性能、应用范围和生产工艺难控制等方面的问题，影响了吸油效率。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高效吸油材料的制备方法。
在反应釜中，打入纯水，加入一定量的分散剂，引发剂，丙烯酸异丁酯/二乙烯基苯/全氟丁基乙烯单体，升温至反应温度，待反应结束，烘干收袋.
本发明在聚合中引入全氟丁基乙烯作为共聚单体，在在丙烯酸异丁酯及二乙烯基苯的基础上引入长碳链含氟单体，其疏水性能使树脂对油的相容性能得到优化，吸油与保油能力增强；聚合中引入软组分丙烯酸异丁酯提供长碳链支链结构，优化了树脂分子三维空间网状结构，提高树脂分子三维空间网状结构对油分子的捕捉能力.使树脂的综合吸油性能显著增加，从而研制出高性能的丙烯酸系高吸油性树脂。
本发明提供一种高效吸油材料的制备方法，通过以下步骤实现：
步骤1.水相的配制
按重量份计，在压力反应釜中内加入100份纯水0.5-2份有机化学分散剂(优选0.5份)搅拌均匀；
所述化学分散剂选自聚乙烯醇、明胶或羟甲基纤维素等。
步骤2.油相的配制
按重量份计，将100份丙烯酸异丁酯、5-20份(优选10份)二乙烯基苯、1-5份(优选3份)全氟丁基乙烯混合，再加入0.5-2份过氧化物引发剂(优选2份)，搅拌均匀；
步骤3.悬浮聚合反应
将步骤2烧杯中配好的油相溶液加到步骤1中装有已配制水相的压力反应釜中，先慢后快的进行搅拌，然后从60-90℃反应8-20h，反应结束后放料，水洗微球至水清澈，烘干后将致孔剂抽提干净，得到产品.
步骤2所述的全氟丁基乙烯结构式见式(1)，为市售产品，如武汉赛沃尔化工有限公司生产的全氟丁基乙烯产品。
CH2=CH-(CF2)3-CF3 (1)
步骤2所述的过氧化物引发剂优选过氧化苯甲酰。
本发明的有益效果：
1)：本专利树脂侧基上的酯类基团亲油能力强，分子网状结构大，空间位阻小，储油能力也强，则其吸油能力高
2)：含氟基团的引入，使树脂骨架耐腐蚀性增强，球体表面受到保护，从而延长了使用寿命。
具体实施方式
以下实施例仅仅是进一步说明本发明，并不是限制本发明保护的范围。
实施例1
步骤1.水相的配制
按重量份计，在压力反应釜内加入100份纯水，0.5份明胶，搅拌均匀。
步骤2.油相的配制
将以下比例的油相组分在烧杯中混合，搅拌均匀；
步骤3.悬浮聚合反应
将步骤1.2烧杯中配好的油相溶液加到步骤1.1中装有已配制水相的压力反应釜中，在80℃反应16h，反应结束后放料，反应结束后放料，水洗微球至水清澈，得到产品.编号为SX-1
实施例2
步骤1.水相的配制
按重量份计，在压力反应釜内加入100份纯水，2份明胶，搅拌均匀。
步骤2.油相的配制
将以下比例的油相组分在烧杯中混合，搅拌均匀；
步骤3.悬浮聚合反应
将步骤1.2烧杯中配好的油相溶液加到步骤1.1中装有已配制水相的压力反应釜中，在60℃反应20h，反应结束后放料，反应结束后放料，水洗微球至水清澈，得到产品.编号为SX-2
实施例3
步骤1.水相的配制
按重量份计，在压力反应釜内加入100份纯水，1份明胶，搅拌均匀。
步骤2.油相的配制
将以下比例的油相组分在烧杯中混合，搅拌均匀；
步骤3.悬浮聚合反应
将步骤1.2烧杯中配好的油相溶液加到步骤1.1中装有已配制水相的压力反应釜中，在90℃反应8h，反应结束后放料，反应结束后放料，水洗微球至水清澈，得到产品.编号为SX-3
实施例4
步骤2中全氟丁基乙烯重量份为1，其它同实施例1。所得产品编号为SX-4。
实施例5
步骤2中全氟丁基乙烯重量份为1，其它同实施例2。所得产品编号为SX-5。
实施例6
步骤2中全氟丁基乙烯重量份为1，其它同实施例3。所得产品编号为SX-6。
实施例7
步骤2中全氟丁基乙烯重量份为5，其它同实施例1。所得产品编号为SX-7。
实施例8
步骤2中全氟丁基乙烯重量份为5，其它同实施例2。所得产品编号为SX-8。
实施例9
步骤2中全氟丁基乙烯重量份为5，其它同实施例3。所得产品编号为SX-9。
对比例1
步骤2中全氟丁基乙烯重量份为0，其它同实施例1。所得产品编号为SX-10。
用傅里叶变换红外光谱仪，溴化钾压片对所合成的各树脂做红外光谱分析。SX1-SX10样品的图谱中都在1735cm-1附近有C＝O酯基吸收峰，说明均具有丙烯酸酯基团；SX1-SX9样品的图谱中在1245cm-1附近有CF2，CF3的伸缩振动峰，670cm-1附近有CF2CF3的吸收峰，说明有全氟丁基乙烯存在；825cm-1附近为对位二取代苯环上2个相邻氢原子的面外弯曲振动，3030825cm-1附近为典型的苯环上C-H的伸缩振动峰，说明有二乙烯基苯存在；因此可以判定本发明所述的催化剂产品为丙烯酸异丁酯，二乙烯基苯，全氟丁基乙烯三聚体等单体共聚树脂。
实施例10
1)吸油率的测定
称取一定量的实施例树脂产品，装入聚酯无纺布袋中，将此袋浸入待测甲苯中，每1h取出，滴淌5min后，称重。如此连续测定10h。最后浸24h，测定最终吸油率。空袋同样进行上述吸油率的测定。
吸油率(g油/g树脂)=(吸油后重一树脂重一空袋吸油量)/树脂重
2)保油率的测定：
采用称量法测定吸油性树脂的保油率。首先称取一定质量的干燥吸油性树脂试样，置入甲苯中进行吸油，直至吸油性树脂试样的重量达到恒定，再从油中取出后放入50℃的烘箱进行干燥，6h后取出试样称重，按公式计算其保油率：保油率=(干燥后的质量/干燥前的质量)X100％
| 产品编号 | 甲苯吸油率(g油/g树脂) | 甲苯保油率％ |
| SX-1 | 43 | 90 |
| SX-2 | 39 | 90 |
| SX-3 | 45 | 89 |
| SX-4 | 40 | 89 |
| SX-5 | 33 | 90 |
| SX-6 | 43 | 90 |
| SX-7 | 49 | 93 |
| SX-8 | 44 | 92 |
| SX-9 | 51 | 95 |
| SX-10 | 10 | 61 |
Claims (4)
1.一种高效吸油材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1.水相的配制
按重量份计，在压力反应釜中内加入100份纯水0.5-2份有机化学分散剂(优选0.5份)搅拌均匀；
所述化学分散剂选自聚乙烯醇、明胶或羟甲基纤维素等。
步骤2.油相的配制
按重量份计，将100份丙烯酸异丁酯、5-20份(优选10份)二乙烯基苯、1-5份(优选3份)全氟丁基乙烯混合，再加入0.5-2份过氧化物引发剂(优选2份)，搅拌均匀；
步骤3.悬浮聚合反应
将步骤2烧杯中配好的油相溶液加到步骤1中装有已配制水相的压力反应釜中，先慢后快的进行搅拌，然后从70-100℃反应10-20h，反应结束后放料，水洗微球至水清澈，烘干后将致孔剂抽提干净，得到产品。
2.一种高效吸油材料的制备方法，其特征在于，步骤2所述的共聚单体包括丙烯酸异丁酯，二乙烯基苯，全氟丁基乙烯。
3.一种高效吸油材料的制备方法，其特征在于，步骤2所述的全氟丁基乙烯结构式见式(1)：
CH2=CH-(CF2)3-CF3(1)
4.根据权利要求1-3之一所述制备方法获得的一种高效吸油材料的制备方法。
Priority Applications (1)
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