CN104628926B - 一种多孔高分子吸油粒子及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种多孔高分子吸油粒子及其制备方法。它是以氯甲基苯乙烯和苯乙烯为聚合单体、偶氮二异丁腈为引发剂、聚乙烯醇为分散剂、氯化钠为盐浓度调节剂，在65～85℃回流搅拌的条件下进行自由基悬浮聚合，将反应产物过滤，依次用水、乙醇、乙醚洗涤后干燥得到高分子粒子，将高分子粒子浸泡在1,2‑二氯乙烷中2～4个小时，加入三氯化铁，搅拌10～30分钟后加热至65～85℃反应4～6个小时，将反应产物过滤，依次用水、乙醇、乙醚洗涤后干燥，即得到多孔高分子吸油粒子，其中高分子粒子与1,2‑二氯乙烷的质量比为1:15～1:20，与三氯化铁的质量比为1:0.5～1:1.5。本发明孔隙率大，吸油效果好，吸油速度快。

Description

一种多孔高分子吸油粒子及其制备方法

技术领域

本发明是一种多孔高分子吸油粒子及其制备方法，涉及石油工业技术领域。

背景技术

近年来，随着国内石油管道行业的飞速发展和海上石油开采活动及海上石油运输的日益频繁，漏油事故时有发生。无论是海上溢油还是路上溢油，油类一旦泄漏，对自然环境、水产养殖、浅水海岸、码头工业、地表及地下水源、地表植被等都会造成难以估量的危害，石油泄漏被称为海洋环境的超级杀手。陆上水体的污染，也会给环境造成严重的危害，例如2005年松花江遭受化工厂爆炸的影响，苯类物质入江，随着水体的流动，污染物向下游漂移，导致松花江黑龙江段受到严重污染，两岸生态、水产及居民饮水遭到致命威胁。此外，随着社会的发展、科技的进步，每年产生的大量工业废水，例如：电镀废水、化工废水、印染废水等工业废水，这些工业废水中含有大量的有机毒害物，如何从把有机毒害物质从这些工业废水中快速的分离出来，一直是一个尚未得到彻底解决的难题。

多孔高分子吸油材料是一种具有三维网状化学交联结构的高分子聚合物，与传统的吸油材料相比，多孔高分子吸油材料具有孔隙率大、能够吸附的有机物种类多、吸附量大、吸附速度快、油水选择性高等特点。目前高分子类吸油材料的合成单体主要为丙烯酸酯类和α-烯烃类，由于后者价格昂贵，故大多采用丙烯酸酯类单体进行合成。合成方法主要采用悬浮聚合和乳液聚合，以丙烯酸酯类为原料，油溶性自由基引发剂为引发剂进行引发聚合。中国专利CN1095727公开了一种吸油材料的合成方法，以丙烯酸、丙烯酸酯类物质为单体，以N，N-亚甲基双丙稀酰胺、乙二醇丙烯酸酯类为交联剂，以明胶、聚乙烯醇、纤维素、无机盐粉末为分散剂，十二烷基苯磺酸钙为助分散剂，通过自由基悬浮聚合制备了吸油材料。鲁新宇等人（鲁新宇，路建美，南京化工学院学报，1995,2,43-47）以丙烯酸-2-乙基己酯和甲基丙烯酸丁酯为单体，在惰性溶剂中进行悬浮聚合，反应结束后用甲醇萃取粒子中的溶剂从而制备了多孔粒子状吸附材料。这些方法需要特定的手段脱除制备过程中所加入的致孔剂，制备过程复杂，成本较高，不利于产品的工业放大和产品的推广应用。

发明内容

本发明的目的是发明一种孔隙率大、吸油效果好、吸油速度快的多孔高分子吸油粒子及其制备方法。

一种新型多孔高分子吸油粒子及其制备方法，以氯甲基苯乙烯和苯乙烯为聚合单体、偶氮二异丁腈为引发剂、聚乙烯醇为分散剂、氯化钠为盐浓度调节剂，在65～85℃回流搅拌的条件下进行自由基悬浮聚合，将反应产物过滤后，依次用水、乙醇、乙醚洗涤后进行干燥得到高分子粒子，其中氯甲基苯乙烯的重量百分比为4.8～24.8%，苯乙烯为1.72～12.4%，偶氮二异丁腈为0.003～0.9，聚乙烯醇为0.62～3.1%，氯化钠为4.3～6.2%，水为58.8～87.05%；然后将高分子粒子浸泡在1,2-二氯乙烷中2～4个小时，最后加入三氯化铁，搅拌10～30分钟后加热至65～85℃反应4～6个小时，将反应产物过滤后，依次用水、乙醇、乙醚洗涤后进行干燥，即可得到多孔高分子吸油粒子，其中高分子粒子与1,2-二氯乙烷的质量比为1:15～1:20，高分子粒子与三氯化铁的质量比为1:0.5～1:1.5。

具体的实施步骤如下：

1）在带有搅拌装置的反应釜中加入去离子水、聚乙烯醇分散剂和氯化钠，30～50℃条件下均匀搅拌直至分散剂完全溶解，去离子水的重量百分比为58.8～87.05%，聚乙烯醇为0.62～3.1%，氯化钠为4.3～6.2%；

2）在高纯氮气的保护下向反应釜中加入氯甲基苯乙烯和苯乙烯聚合单体、偶氮二异丁腈引发剂；在回流搅拌的条件下逐步升温至65～85℃反应4～6个小时，将反应混合物过滤后，依次用水、乙醇、乙醚洗涤后进行干燥，即可得到高分子粒子；其中，聚合单体中氯甲基苯乙烯的重量百分比为4.8～24.8%，苯乙烯为1.72～12.4%，偶氮二异丁腈为0.003～0.9%；

3）将高分子粒子浸泡在1,2-二氯乙烷中2～4个小时，加入三氯化铁，搅拌10～30分钟后加热至65～85℃反应4～6个小时，其中高分子粒子与1,2-二氯乙烷的质量比为1:15～20，高分子粒子与三氯化铁的质量比为1:0.5～1.5；

4）将反应产物过滤后，依次用水、乙醇、乙醚洗涤后进行干燥，即可得到多孔高分子吸油粒子。

本发明通过悬浮聚合法制备的多孔高分子吸油粒子孔隙率大、比表面积高，通过调节聚合单体的比例所制备的多孔高分子吸油粒子的BET比表面积1200～1960m²/g，对于成品油、轻质低粘度原油以及小分子有机物（例如：苯、苯胺、硝基苯、苯酚、邻苯二甲酸甲酯等）均有较好的吸附效果。这种多孔高分子吸油粒子生产过程简单、反应过程易于控制，能有效吸附水上或者陆上溢油。此外，还能去除工业废水中有毒有害的小分子有机物，在石油工业领域及水处理领域有广阔的应用前景。

具体实施方式

实施例1.

称取500g去离子水、2g聚乙烯醇分散剂和10g氯化钠加入到反应釜中，加热至50℃待聚乙烯醇完全溶解，在高纯氮气的保护下依次向三口烧瓶中加入30g氯甲基苯乙烯、20g苯乙烯和0.2g偶氮二异丁腈，缓慢升温至80℃，反应5个小时，将反应产物过滤后，依次用水、乙醇、乙醚洗涤后进行干燥得到高分子粒子；然后取2g高分子粒子，在40g1,2-二氯乙烷中浸泡3个小时，最后加入三2g氯化铁，搅拌20分钟后加热至85℃反应5个小时，将反应产物过滤后，依次用水、乙醇、乙醚洗涤后进行干燥，即可得到多孔高分子吸油粒子。

经过测试，这种多孔高分子吸油粒子的BET比表面积为1286m²/g，对俄油的吸附倍率为12倍，对硝基苯的吸附倍率为25倍。

实施例2.

称取500g去离子水、4g聚乙烯醇分散剂和10g氯化钠加入到反应釜中，加热至50℃待聚乙烯醇完全溶解，在高纯氮气的保护下依次向三口烧瓶中加入40g氯甲基苯乙烯、10g苯乙烯和0.2g偶氮二异丁腈，缓慢升温至80℃，反应5个小时，将反应产物过滤后，依次用水、乙醇、乙醚洗涤后进行干燥得到高分子粒子；然后取2g高分子粒子，在40g1,2-二氯乙烷中浸泡3个小时，最后加入三2g氯化铁，搅拌20分钟后加热至85℃反应5个小时，将反应产物过滤后，依次用水、乙醇、乙醚洗涤后进行干燥，即可得到多孔高分子吸油粒子。

经过测试，这种多孔高分子吸油粒子的BET比表面积为1960m²/g，对俄油的吸附倍率为15倍，对硝基苯的吸附倍率为35倍。

Claims (2)

1.一种多孔高分子吸油粒子,其特征是多孔高分子吸油粒子以氯甲基苯乙烯和苯乙烯为聚合单体、偶氮二异丁腈为引发剂、聚乙烯醇为分散剂、氯化钠为盐浓度调节剂，在65～85℃回流搅拌的条件下进行自由基悬浮聚合，将反应产物过滤后，依次用水、乙醇、乙醚洗涤后进行干燥得到高分子粒子，其中氯甲基苯乙烯的重量百分比为4.8～24.8%，苯乙烯为1.72～12.4%，偶氮二异丁腈为0.003～0.9%，聚乙烯醇为0.62～3.1%，氯化钠为4.3～6.2%，水为58.8～87.05%；然后将高分子粒子浸泡在1,2-二氯乙烷中2～4个小时，最后加入三氯化铁，搅拌10～30分钟后加热至65～85℃反应4～6个小时，将反应产物过滤后，依次用水、乙醇、乙醚洗涤后进行干燥，即可得到多孔高分子吸油粒子，其中高分子粒子与1,2-二氯乙烷的质量比为1:15～1:20，高分子粒子与三氯化铁的质量比为1:0.5～1:1.5。

2.一种如权利要求1所述多孔高分子吸油粒子的制备方法,其特征是实施步骤如下：

1）在带有搅拌装置的反应釜中加入去离子水、聚乙烯醇分散剂和氯化钠，30～50℃条件下均匀搅拌直至分散剂完全溶解，去离子水的重量百分比为58.8～87.05%，聚乙烯醇为0.62～3.1%，氯化钠为4.3～6.2%；

2）在高纯氮气的保护下向反应釜中加入氯甲基苯乙烯和苯乙烯聚合单体、偶氮二异丁腈引发剂；在回流搅拌的条件下逐步升温至65～85℃反应4～6个小时，将反应混合物过滤后，依次用水、乙醇、乙醚洗涤后进行干燥，即可得到高分子粒子；其中，聚合单体中氯甲基苯乙烯的重量百分比为4.8～24.8%，苯乙烯为1.72～12.4%，偶氮二异丁腈为0.003～0.9%；

3）将高分子粒子浸泡在1,2-二氯乙烷中2～4个小时，加入三氯化铁，搅拌10～30分钟后加热至65～85℃反应4～6个小时，其中高分子粒子与1,2-二氯乙烷的质量比为1:15～20，高分子粒子与三氯化铁的质量比为1:0.5～1.5；

4）将反应产物过滤后，依次用水、乙醇、乙醚洗涤后进行干燥，即可得到多孔高分子吸油粒子。