高吸油树脂材料的研究进展

1、高吸油树脂材料的研究进展班级：姓名：学号： 成绩：扌商 要 介绍了高吸汕树脂的分类和性能。系统阐述了高吸汕树脂的合成方法，讨论 了单体，引发剂，交联剂和分散剂对高吸油树脂吸油性能的影响，并对未來的发展趋势 进行了展望。关键词 高吸油树脂，功能高分子材料，合成1刖r高吸油树脂作为一种新型的功能高分子材料具有吸油种类多、吸油速率快、吸油倍 率高、吸油而不吸水等特点，拥冇广阔的应用前景，其开发与研制越來越受到人们的重 视。1吸油材料的分类吸汕材料根据其材料来源可分为有机和无机两类，而根据吸汕机理的不同又可分为 吸藏型、凝固型（凝胶化型）和自溶胀型z。高吸油性树脂又可根据合成单体分为两大 类：一是丙烯

2、酸酯类树脂。丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯是常见合成单体，原料易得且聚 合工艺较为成熟，可选用的酯以8个碳以上的烷基酯x5为主，还有壬基酚酯以及2荼 基酯等。为了改进材料的内部结构，也常用丙烯酸乙酯或丁酯作为共聚单体。另一类是烯姪 类树脂。烯坯分子内不含极性基i才i,该类树脂对各种汕品的亲和性能更加优越。尤其是 长碳链烯姪对各种油品均冇很好的吸收能力，成为国外研究的新热点。吸油材料的分类 及特性见表1。吸汕速率与保汕能力是高吸汕树脂重耍性能指标。其吸汕速率一般较慢，h依赖于 油的粘度、单位重量树脂的表面积、树脂的形态、温度等因索。例如，粒径数百微米的 粒状树脂吸收高黏度油时约需10h才能饱和，而吸低黏

3、度油lomin就可以了。温度对吸油 速度影响很大，温度升高，汕的扩散速度增加，吸汕速度加快，反之亦然。表1高吸油树脂的分类及特性种类应用领域优点缺陷无机类包藏型粘土工厂废油处价廉吸油量大、s1o2玻璃纤维理漏油处理安全体积大、不 吸水、不能 燃烧废弃有天然棉木棉油炸食品废油价廉受压漏油包藏型纸浆处理、工厂废安全吸水机类纤维素油处理、漏油处理可燃烧废弃体积大合成聚烯婭纤维工厂废油处理吸油速度快受压漏油包藏型聚烯婭泡沫 聚烯婭颗粒 与粉末流出油处理 废油处理可燃烧废弃吸水 体积大合成长链脂肪酸皂油炸食品废油安全价格高凝固型氨基酸类处理、流出油可燃烧废弃复合竣甲基纤处理、废油处小型紧凑 维素理必须加

4、热溶 解凝胶化时间 长合成聚降冰片烯废油处理可燃烧废弃价格岛吸复合型及其衍生物漏油处理体积小油速度慢、 吸油量较 少、吸油种 类少自溶 胀型聚烯坯 烷基苯乙烯 脂环基甲基 丙烯酸酯油处理材料 橡胶改性剂 纸张添加剂吸油量大 不吸水 受压不漏油 可燃烧废弃价格高2高吸油树脂的合成及研究进展高吸油树脂是以亲油类单体通过交联剂经适度交联而合成的低交联聚合物，常见的 高吸油树脂主要有内烯酸酯类树脂和烯怪类树脂两大类。丙烯酸酯类树脂是以丙烯酸酯类单体聚合得到的高吸油树脂，亲油基（酯基）和油分 子的相互亲合作用而吸油是该类吸油树脂的设计依据。酯基链越长则亲油能力越强。朱 秀林等3'7】以甲基丙烯酸

5、|二酯与甲基丙烯酸丁酯为单体，或用甲基丙烯酸异丁酯、甲 基丙烯酸乙酯代替甲基丙烯酸丁酯，并以二丙烯酸1 ,4丁二醇酯或二丙烯酸1 ,6己二酯为交联剂，bpo为引发剂，水为分散相，通过悬浮聚合制备的高吸油性树脂，可吸收其 自身重量11倍左右的煤汕、16倍左右的苯。蒋必彪等以丙烯酸-2-乙基己酯和甲基丙 烯酸丁酯为单体、二丙烯酸1,4-t二醇酯为交联剂、bpo为引发剂，采用悬浮聚合法制 得了内部具冇小孔、外形呈蓬松状的粒状吸油树脂，可吸收其自身重量10.2倍的煤油、 18.8倍的苯。日本三井汕化学工业公司用甲基丙烯酸单体与二乙烯基苯交联，得到 溶解度在8.9g以上的交联聚合物，是一种极性的树脂。口

6、本村上公司"i的产品是用三 异丙苯基过氧化物交联的醋酸乙烯氯乙烯共聚体，也是一种极性树脂；fi本触媒化学 工业公司采用丙烯酸类单体为原料，制得侧链上有长链烷基的丙烯酸酯低交联聚合物， 是一种中等极性树脂。烯姪类树脂不含极性基团，对油品的亲合性能更加优越，尤其是长碳链烯姪对各种 汕品均有很好的吸收能力，已成为国内外研究的新热点。美国道康公司山通过烷基苯 乙烯与二乙烯基苯聚合得到的交联聚合物，是一种非极性的高吸油性树脂。通过叔丁基 苯乙烯与二乙烯基苯在聚异丁烯基材中共聚，a 烯姪和顺丁烯二酸共聚以及其竣基的 功能化修饰，或加入带有反应性基团的树脂加热而形成交联聚合拧可得到高吸汕性树 脂，

7、但因高碳烯姪來源较少故还处在研发阶段。另外，通过纤维索的改性也可以制备高吸油树脂。马希晨等说】以甲苯为溶剂、对甲 苯碱酸作催化剂，通过纤维索和癸二酸反应合成了吸汕树脂。借助正交试验，发现纤维 索和癸二酸投料比为1 : 8及反应8h,则为制备纤维索交联癸二酸正丁酯的最佳条件。所 得吸油树脂吸油后不易滴淌，为包藏型高吸油树脂。孙晓峰等i利用稻草纤维为主要 原料与乙酸酹发生酯化反应，生成了一种纤维素酯类的高效吸汕材料。3影响高吸油性树脂性能的因素3. 1 单体的影响首先，单体的极性直接影响着树脂对油品亲和力的人小，对树脂的吸油率起着决定 性的作用。当树脂与油品的溶度参数相近时，树脂达到最大吸油率。就

8、丙烯酸酯类 树脂而言，一般说来，单体的碳链越长则对非极性汕品的吸收性能越好。但也有文献指 出若酯基的链越长，吸油率也将下降，这与树脂的冇效网络容积冇关。其次，单体的空 间结构决定了树脂的内部微孔的数量和大小，对油品选择性有很大的影响。一般來说， 选择多支链的单体可有效地提高树脂内微孔的数量，但它对聚合性能的影响也不可忽 视，需综合考虑。最后，选用适当的共聚单体也可改进树脂的亲和性能及内部结构，是 改善树脂性能的有效手段。3.2 交联剂的影响高吸油性树脂中最常见的是化学交联。选用的交联剂以含2个不饱和键以上的烷姪， 芳坯或丙烯酸酯类为主。交联剂的用量对树脂性能冇很人影响，决定了树脂交联度和交联密

9、度的大小，从而决定了三维交联网状结构的伸展能力。当交联剂用量较人吋， 交联点间的链段较短致使活动范围较小、刚性较人，树脂的溶胀能力很差，影响吸汕效 果；当交联剂用量太低时，树脂可能会溶于油中，不利于回收和使用。因此，应在不影 响使用的前提下尽可能降低交联剂的用量。交联剂的结构则决定了树脂网状结构的人小 及形状。树脂网络空间的大小及形状应与汕品分子相适应，并非交联剂的链越长越好。 因此，交联剂的选择应根据目标油品的分子特性來选择。3.3 引发剂及其浓度的影响选用的引发剂一般为汕溶性引发剂，如过氧化苯甲酰(bpo)或偶氮二异丁睛(aibn)o 引发剂的类型对树脂的性能影响不是很人，所以应对其浓度和

10、用量进行更多的研究。在 自出基聚合中，引发剂的用量对分子量和交联度冇很重要的影响，随着引发剂浓度的壇 加，树脂的吸汕率会有峰值出现然后逐渐降低。因为引发剂用量过人则导致交联度 壇加和分子量降低，故吸油率下降。但引发剂用量过小则反应速度较慢，交联度过小， 吸油率也会减少。3.4 分散剂的影响分散剂的主要作用是使树脂在聚合过程中形成稳定、均匀的颗粒，决定着树脂的颗 粒大小，同吋对转化率及分子量也有间接的影响。因此选用合适的分散剂及其用量，不 仅能降低生产成本，还能减少树脂的分散剂残余量，对提高产品的吸汕速率起着重要的 作用。成本较高的吸油树脂的重复使用具有经济及环保意义，这也是目前研究的热点之一。

11、 马俊涛等对吸汕树脂进行了回收和重复吸汕实验研究。其回收方法是将吸过汕的树脂 放在真空干燥箱中进行脱附。结果表明，经干燥的树脂重新用于吸油时，其吸油倍率降 低很多。曹爱丽等利用乙醇蒸饰的方法进行树脂的再生，取得了很好的脱附效果， 且再生树脂较原来树脂吸收能力更强。4 展望高吸汕树脂克服了传统吸汕材料的缺点，具有吸汕种类多，不吸水，体积小，回收 方便，受压不漏油等优点，所以在环保方面冇广阔的发展前景。但吸油倍率低和吸放油 可逆差的缺点，阻碍了其进一步发展。改进合成工艺、改变单一化学交联方式、在单一 化学交联中引进物理交联来改善高吸汕树脂的交联网络，以及选择价格适中的单体 來降低树脂的成本等，都是

12、人们进行的冇益尝试。纤维索是地球上最丰富的可再生资源 之一，价格低廉。纤维索大分子链上的许多疑基，具冇较强的反应性能和相互作用性能。 通过纤维素的酯化合成各种吸汕树脂，具有吸汕和自然降解的双重环保效果，有着广阔 的开发前景。参考文献l 1 j方洞浦,朱爱平，任尚坤.高吸油树脂j周口师专学报,1995,12(2).l2j 费晓峰，张季爽.高吸油树脂的研究进展j 现代化工，1998,(1):13215.i 3 朱秀林，徐冬梅，庞爱东.高吸汕性树脂的合成及性能研究j .高分子材料科学与工程， 1995 ii (1):19223.14 路建美，朱秀林 二元共聚高吸油性树脂的合成及研究j 高分了材料科学

13、与工程，1995 ,11(2) :41245.l5j 蒋必彪，朱亮，陈小彦.高吸油性树脂的合成与性能，高分子材料科学与工程，1996,12(6) :25228,6 特开昭.042358825 ; 072116512; 042322742 ; 052222358 ; 052105729 ;072133383.l7j 路建美，朱秀林 陈良.甲基丙烯酸酯高吸油性能树脂的研究j石油化工，1995 ,24(3) h762179.18特开昭 50215882.l9 j特开昭 50294092.10 j 村上谦吉.j , 1989 ,18 (22) :13.i 11 j 特开昭 45227081.l i2j

14、马希晨，宋辉，王春俏，聂新卫.改性纤维素合成高吸油树脂的工艺条件及吸油效果川.大 连轻工业学院学报,2003 ,22 (4) :2562258.13 j sun xiao-feng , sun run-gang , sun jing-xia acetylation of rice straw with or without catalysts and its characterization as natural sorbent oil spill cleanup j j journal of agriculture and food chemistry ,2002 ,50 ,642826433.14 j shan guo-rong ,xu ping-ying ,weng zhi-xue ,et al synthesis a