一種以有機(jī)硅樹脂為基體的超疏水吸油海綿及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及吸油海綿，尤其是設(shè)及一種W有機(jī)娃樹脂為基體的超疏水吸油海綿及 其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著全球人口的快速增長(zhǎng)，人類在交通、工業(yè)和日常生活等多領(lǐng)域均出現(xiàn)了包括 石油、有毒有機(jī)物在內(nèi)的多種污染物，其對(duì)環(huán)境的污染也日益加劇。然而，隨著污染物種類 的增加和量的增大，傳統(tǒng)油污處理已經(jīng)無法進(jìn)行有效的針對(duì)性的處理。2010年美國(guó)墨西哥 灣發(fā)生了嚴(yán)重的漏油事件，然而從油井開始漏油到封閉漏油口運(yùn)長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的時(shí)間里，人們 始終無法對(duì)泄漏的原油進(jìn)行有效的處理。其"燒油"的舉動(dòng)更是加劇了溫室氣體的排放，造 成了能源的浪費(fèi)，并且泄漏的原油對(duì)環(huán)境造成了巨大的不可磨滅的傷害。另外工業(yè)生產(chǎn)中 所產(chǎn)生的含油廢水，日常生活中所面對(duì)的油污問題等等均表明，一種便宜有效，且可重復(fù)利 用的油污處理方法有待開發(fā)。
[0003] 人們發(fā)現(xiàn)，某些具有特殊結(jié)構(gòu)的材料如有機(jī)物凝膠等可W對(duì)油污表現(xiàn)出很高的選 擇吸收性，因此，吸收材料開始快速發(fā)展。對(duì)于吸油材料的研究表明，理想的吸油材料應(yīng)該 具有下列特征維且具有內(nèi)部貫穿網(wǎng)絡(luò)，疏水親油。因?yàn)檫\(yùn)種材料往往對(duì)油性物質(zhì)有著好 的選擇吸收性，高的吸收率，快的吸收速度，多的重復(fù)使用次數(shù)和油污可回收性。目前對(duì)于 吸油材料的研究主要有S種，分別是多孔材料、結(jié)構(gòu)組裝纖維和有機(jī)凝膠。Pan等(Pan et 曰！.Robust superhydrophobic polyurethane sponge as 曰 highly reusable oil-absorption material.Journal of Materials Chemistry A,2013,1 (17):5386-5393)提 出對(duì)聚氨醋海綿改性的方法一一在其表面水解甲基=氯硅烷。運(yùn)樣得到的改性聚氨醋海綿 表現(xiàn)出了超疏水吸油的性能，其對(duì)潤(rùn)滑油的吸收比達(dá)到了 25。Straub等（Strau et al.Polyelectrolyte Gels Comprising a Lipophilic,Cost-Effective Aluminate as Fluorine-Free Absorbents for Chlorinated Hydrocarbons and Diesel Fuel.ACS applied mate;rials&inte;rfaces,2012,4(7):3453-:3458)提出一種新的聚電解質(zhì)凝膠，其 對(duì)二氯苯的吸收比達(dá)到了 171，而對(duì)二氯甲燒的吸收比更是達(dá)到了 208。
[0004] 電解質(zhì)凝膠雖然吸收比較大，但是往往有著合成方法復(fù)雜，含有有毒有害成分等 缺點(diǎn)。結(jié)構(gòu)組裝纖維雖然簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，但是其不機(jī)械性能不穩(wěn)定，不能滿足實(shí)際生活中 多變的使用環(huán)境。而對(duì)于多孔材料來說，海綿運(yùn)一常見而又便宜的材料自然受到了大家的 矚目。但是對(duì)于普通海綿例如聚氨醋海綿等的吸油研究，大多在海綿改性運(yùn)一領(lǐng)域。運(yùn)中改 性海綿雖然工藝簡(jiǎn)單，成本低，卻沒有大幅度提高其吸油性能，無法滿足特殊環(huán)境下的使 用。因此，使用其他材料制備出類似于海綿結(jié)構(gòu)，并且成本低、重復(fù)性高、吸收比大且工藝簡(jiǎn) 單，是吸油材料的另一種制備思路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種W有機(jī)娃樹脂為基體的超疏水吸油海綿及其制備方 法。
[0006] 所述W有機(jī)娃樹脂為基體的超疏水吸油海綿按質(zhì)量比的組成如下：
[0007]

[0008] 所述滲雜劑1為易溶性小分子晶體顆粒，所述滲雜擠2為與對(duì)二甲苯相溶的不易揮 發(fā)性溶劑。
[0009] 所述基體可采用有機(jī)娃樹脂，主要成分為聚硅氧烷?？筛鶕?jù)不同需要選擇帶有不 同側(cè)鏈的聚硅氧烷，例如采用信越公司的KR-240型號(hào)產(chǎn)品等。
[0010] 所述易溶性小分子晶體顆?？蛇x自氯化鋼晶體、氯化鐘晶體、薦糖晶體等中的一 種。
[0011] 所述與對(duì)二甲苯相溶的不易揮發(fā)性溶劑可采用液體石蠟等。
[0012] 所述W有機(jī)娃樹脂為基體的超疏水吸油海綿的制備方法，具體步驟如下：
[0013] 將基體、與對(duì)二甲苯相溶的不易揮發(fā)性溶劑、對(duì)二甲苯混合，再加入易溶性小分子 晶體顆粒和二氧化鐵，離屯、后去除表面清液，加熱，然后將固化后的樹脂去除，用水和丙酬 洗去易溶性小分子晶體顆粒、與對(duì)二甲苯相溶的不易揮發(fā)性溶劑和對(duì)二甲苯，即得W有機(jī) 娃樹脂為基體的超疏水吸油海綿。
[0014] 所述加熱的溫度可為70°C，加熱的時(shí)間可為12h。
[0015] 將制得的W有機(jī)娃樹脂為基體的超疏水吸油海綿進(jìn)行實(shí)際測(cè)試，對(duì)汽油的吸收比 (吸收質(zhì)量/海綿質(zhì)量)達(dá)到25倍，對(duì)氯仿的吸收比達(dá)到40倍。將海綿經(jīng)擠壓烘干后再次測(cè) 量，其對(duì)石油和氯仿的吸收比沒有變化。多次重復(fù)上述過程，吸收比幾乎不變。
[0016] 所述W有機(jī)娃樹脂為基體的超疏水吸油海綿可在日常生活、工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù) 中油污處理的應(yīng)用。
[0017] 本發(fā)明通過控制易溶性小分子晶體顆粒(例如化Cl顆粒等）的大小、滲雜擠添加比 和固化溫度及時(shí)間，可W控制海綿孔徑大小和分部來對(duì)吸收比進(jìn)行控制。
[0018] 本發(fā)明用掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)電極材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，通過計(jì)算其吸收比(有 機(jī)物吸收質(zhì)量/海綿質(zhì)量)來表征其吸油性能。
[0019] 所述W有機(jī)娃樹脂為基體的超疏水吸油海綿，W有機(jī)娃樹脂為基體，化Cl為模板， 二氧化鐵、對(duì)二甲苯和液體石蠟為滲雜劑，混合離屯、固化后洗去模板得到的。通過本發(fā)明的 方法制備的W有機(jī)娃樹脂為基體的超疏水吸油海綿具有較好的吸油性能。
[0020] 所述W有機(jī)娃樹脂為基體的超疏水吸油海綿對(duì)汽油的吸收比（吸收質(zhì)量/海綿質(zhì) 量)達(dá)到25倍，對(duì)氯仿的吸收比達(dá)到35倍。在多種有機(jī)溶劑的測(cè)試中，海綿的最高吸收比為 35,最低為12,且對(duì)于常見的汽油、色拉油和硅油等具有很高的吸收比，適用于日常生活、工 業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的油污或有毒有機(jī)物的處理。
【附圖說明】
[0021] 圖I為海綿斷面的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像，其中圖（a)、（b)、（C)分別為不同方 法下制備的海綿斷面沈M圖像。
[0022] 圖2為超疏水吸油海綿對(duì)不同油性物質(zhì)的吸收比。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0024] 實(shí)施例1

[0025] 3：
[0026]
[0027] !，加熱至70°C并保溫12h。
[0028] 旣荒水吸油海綿，并進(jìn)行測(cè)試。
[0029]
[0030] J；
[0031]
[0032] !，加熱至7(TC并保溫12h。
[0033] 旣荒水吸油海綿，并進(jìn)行測(cè)試。
[0034]
[0035] J；
[0036]
[0037] 2.去除上清液后，將混合物放入烘箱內(nèi)，加熱至70°C并保溫12h。
[0038] 3.用水和丙酬清洗樣品并烘干，得到超疏水吸油海綿，并進(jìn)行測(cè)試。
[0039] 實(shí)施例4
[0040] 1.將原料均勻混合并離屯、，具體配方為：
[0041]

[0042] 2.去除上清液后，將混合物放入烘箱內(nèi)，加熱至100°C并保溫化。
[0043] 3.用水和丙酬清洗樣品并烘干，得到超疏水吸油海綿，并進(jìn)行測(cè)試。
[0044] 實(shí)施例5
[0045] 與實(shí)施例1類似，其區(qū)別在于小顆粒NaCl改為小顆粒KC1。
[0046] 實(shí)施例6
[0047] 與實(shí)施例1類似，其區(qū)別在于小顆粒NaCl改為薦糖。
[0048] 海綿斷面的掃描電子顯微鏡（SEM)圖像參見圖1，其中圖（a)、（b)、（C)分別為不同 方法下制備的海綿斷面SEM圖像。超疏水吸油海綿對(duì)不同油性物質(zhì)的吸收比參見圖2。
[0049 ]本發(fā)明采用簡(jiǎn)單方法制備疏水吸油海綿。配方原料由有機(jī)娃樹脂、化Cl晶體、二氧 化鐵、對(duì)二甲苯和液體石蠟組成。該方法的主要特點(diǎn)是原料來源豐富，制備方法簡(jiǎn)單，反應(yīng) 條件溫和，生產(chǎn)效率高，有利于規(guī)?；a(chǎn)和推廣。制備的海綿具有良好的疏水性能，對(duì)日 常使用的油類W及其他有機(jī)溶劑有著極高的吸收倍率，在日常生活和環(huán)保領(lǐng)域具有廣泛的 應(yīng)用前景。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種以有機(jī)硅樹脂為基體的超疏水吸油海綿，其特征在于其按質(zhì)量比的組成如下： 基體 3~10: 二氧化鈦 5~20; 對(duì)二甲苯 6~20; 摻雜劑1 50~100; 摻雜劑2: 6~20; 所述摻雜劑1為易溶性小分子晶體顆粒，所述摻雜擠2為與對(duì)二甲苯相溶的不易揮發(fā)性 溶劑。2. 如權(quán)利要求1所述一種以有機(jī)硅樹脂為基體的超疏水吸油海綿，其特征在于所述基 體為有機(jī)娃樹脂。3. 如權(quán)利要求2所述一種以有機(jī)硅樹脂為基體的超疏水吸油海綿，其特征在于所述有 機(jī)硅樹脂采用帶有不同側(cè)鏈的聚硅氧烷。4. 如權(quán)利要求2所述一種以有機(jī)硅樹脂為基體的超疏水吸油海綿，其特征在于所述有 機(jī)硅樹脂采用信越公司的KR-240型號(hào)產(chǎn)品。5. 如權(quán)利要求1所述一種以有機(jī)硅樹脂為基體的超疏水吸油海綿，其特征在于所述易 溶性小分子晶體顆粒選自氯化鈉晶體、氯化鉀晶體、蔗糖晶體中的一種。6. 如權(quán)利要求1所述一種以有機(jī)硅樹脂為基體的超疏水吸油海綿，其特征在于所述與 對(duì)二甲苯相溶的不易揮發(fā)性溶劑采用液體石蠟。7. 如權(quán)利要求1所述一種以有機(jī)娃樹脂為基體的超疏水吸油海綿的制備方法，其特征 在于具體步驟如下： 將基體、與對(duì)二甲苯相溶的不易揮發(fā)性溶劑、對(duì)二甲苯混合，再加入易溶性小分子晶體 顆粒和二氧化鈦，離心后去除表面清液，加熱，然后將固化后的樹脂去除，用水和丙酮洗去 易溶性小分子晶體顆粒、與對(duì)二甲苯相溶的不易揮發(fā)性溶劑和對(duì)二甲苯，即得以有機(jī)硅樹 脂為基體的超疏水吸油海綿。8. 如權(quán)利要求7所述一種以有機(jī)娃樹脂為基體的超疏水吸油海綿的制備方法，其特征 在于所述加熱的溫度為70 °C，加熱的時(shí)間為12h。
【專利摘要】一種以有機(jī)硅樹脂為基體的超疏水吸油海綿及其制備方法，涉及吸油海綿。所述以有機(jī)硅樹脂為基體的超疏水吸油海綿按質(zhì)量比的組成：基體3～10；二氧化鈦5～20；對(duì)二甲苯6～20；摻雜劑1 50～100；摻雜劑2 6～20；所述摻雜劑1為易溶性小分子晶體顆粒，所述摻雜擠2為與對(duì)二甲苯相溶的不易揮發(fā)性溶劑。將基體、與對(duì)二甲苯相溶的不易揮發(fā)性溶劑、對(duì)二甲苯混合，再加入易溶性小分子晶體顆粒和二氧化鈦，離心后去除表面清液，加熱，然后將固化后的樹脂去除，用水和丙酮洗去易溶性小分子晶體顆粒、與對(duì)二甲苯相溶的不易揮發(fā)性溶劑和對(duì)二甲苯，即得以有機(jī)硅樹脂為基體的超疏水吸油海綿。具有較好的吸油性能。
【IPC分類】C08L83/04, C09K3/32, C08K3/22, C08J9/26
【公開號(hào)】CN105713393
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610250813
【發(fā)明人】李磊, 吳正晨, 張愛娟
【申請(qǐng)人】廈門大學(xué)