高吸油树脂的研究及应用进展
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高吸油树脂材料的研究进展班级:姓名:学号:成绩:摘要介绍了高吸油树脂的分类和性能。
系统阐述了高吸油树脂的合成方法,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,并对未来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,合成前言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,拥有广阔的应用前景,其开发与研制越来越受到人们的重视。
1 吸油材料的分类吸油材料根据其材料来源可分为有机和无机两类,而根据吸油机理的不同又可分为吸藏型、凝固型(凝胶化型) 和自溶胀型[1 ]。
高吸油性树脂又可根据合成单体分为两大类[2 ]:一是丙烯酸酯类树脂。
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[3~5 ]为主,还有壬基酚酯以及2-萘基酯[6 ]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。
另一类是烯烃类树脂。
烯烃分子内不含极性基团,该类树脂对各种油品的亲和性能更加优越。
尤其是长碳链烯烃对各种油品均有很好的吸收能力,成为国外研究的新热点。
吸油材料的分类及特性见表1 。
吸油速率与保油能力是高吸油树脂重要性能指标。
其吸油速率一般较慢,且依赖于油的粘度、单位重量树脂的表面积、树脂的形态、温度等因素。
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,而吸低黏度油10min就可以了。
温度对吸油速度影响很大,温度升高,油的扩散速度增加,吸油速度加快,反之亦然。
表1 高吸油树脂的分类及特性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丙烯酸酯类树脂和烯烃类树脂两大类。
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。
高吸油树脂的新进展及应用说起“高吸油树脂”,可能不少人还没有听说过它。
这名字一听就有点像是某种超能植物,或者神奇的化学物质,像是能解救地球的大反派。
不过,别担心,它其实是一种相当厉害的材料,在一些行业里可谓是“大明星”。
这东西主要就是为了吸油,吸得又快又多,听起来有点像是超人来拯救污染的世界,特别是在工业和环境保护领域,真的是起到了关键的作用。
什么是高吸油树脂呢?简单来说,它就是一种能够快速吸收油类液体的材料,尤其适合在水面上清理溢油事故。
它的工作原理简单又神奇——油和水的密度不同,油总是浮在水面上,而这款树脂就像一块海绵,能够迅速吸附油类物质,吸油效率超级高。
简直就是“神奇海绵”,油渍多到让人头疼,拿它来一吸,全搞定!这让很多化学污染的处理变得简单了很多。
哎,讲到这里,你是不是有点好奇,它是怎么做到的?高吸油树脂的神奇就在于它的结构。
它的分子链排列得特别紧密,但又有很多小孔和空隙,正是这些小空隙让油类分子能够轻松进入其中,迅速被吸附住。
这种树脂一般都是基于一些天然高分子材料进行改性,所以不仅环保,而且使用起来也很安全。
这么神奇的树脂,不用也太浪费了吧?高吸油树脂不仅仅是为了“吸油”而诞生的。
它的应用可广泛了,简直是多面手。
在石油化工、废水处理、油气开采、海洋溢油事故的应急处置中,它几乎无处不在。
你想想,在油田开采中,一旦发生溢油,海洋上的油污如果不及时清理,不仅会对生态环境造成巨大损害,还会影响渔业和旅游业的收入。
所以高吸油树脂一登场,简直就是拯救世界的英雄,吸油又快又多,一下子就把油给收拾干净了。
但是,像这种高吸油树脂,也不是一开始就那么完美的哦。
其实它的研究历史也挺有意思的。
最开始,大家只是觉得油渍实在是太麻烦,特别是在海上作业的时候,油污污染非常严重,于是就有了这个思路——制造一种能“吃”掉油的材料。
经过多年的不断改进,越来越多的研究者对其进行了优化,像是提升其吸油速度、提高其使用寿命、增强对不同油类的适应性等等。
第1节医药卫生用品方面的应用由于高吸水性树脂无毒、无刺激和高度生物相容的特性,在医疗卫生用品领域得到了最为广泛的应用。
人们利用高吸水性树脂作为吸收材料吸收尿液、血液、药物,制作如卫生巾、尿布、餐巾纸、失禁垫片、医用药棉等。
高吸水性树脂的超强吸水能力和保水能力使得生理卫生方面的产品大大轻薄化、小型化、舒适化,消除了人们很多苦恼。
经过最近20年来的高速发展,高吸水性树脂在全球范围实际产量已达年产100万吨以上,其中80%~90%左右用于卫生领域。
在美国、日本、欧洲等发达国家和地区用高吸水性树脂作卫生材料已经普及,成为日常生活的一种基本材料。
用于卫生材料的高吸水性树脂要求吸水速度快,吸水量大,吸水后形成的凝胶有一定强度,加压保水性好、尽可能高的生理盐水的吸液倍率,并且吸水树脂吸水后表面干爽性好。
水溶液聚合法经粉碎得到的高吸水性树脂一般粒径在100μm—1000μm之间,粗细粉末混杂在一起,在吸水时,细的颗粒由于表面积更大,吸水速度快,优先膨胀形成凝胶,这些凝胶包裹在粒径较大的树脂颗粒周围,形成“生面团”,阻止水快速向大粒径颗粒内部渗透,既影响了吸水速度,也降低了吸水后颗粒的干爽性。
这种粉碎所得的“初产品”基本不具备满意的使用价值。
虽然有文献表明改变交联剂可以增加树脂的吸水速率,但这种方法对卫生材料用的树脂增加的吸水速率是不明显的。
国内外的研究表明,通过引入表面处理的工艺,对吸水树脂颗粒的表面进行第二次交联,形成外部交联度高,内部交联度低的“核壳”结构,可以极大地改善吸水后颗粒的干爽性、保水性。
在增加的这种后处理过程中使用亲水性的小分子物质,同时加快了水在颗粒间和颗粒内的传导速度,使吸水速度提高很多。
虽然这种后处理对粒子表面交联形成“核壳”结构,限制了树脂颗粒自由膨胀能力,但能够使树脂在压力下吸收能力提高而得到补偿。
近年来在缓控释药物中作为药物的骨架载体的合成类亲水性高分子有相当一部分属于高吸水性树脂。
化学与生物工程2009,Vol.26No.9 Chemistry &Bioengineering7 收稿日期:2009-04-20作者简介:柳颖(1985-),女,内蒙古人,硕士研究生,主要从事环境友好技术的开发利用研究;通讯联系人:张洪林,教授。
E 2mail :f shbjly @ 。
高吸油树脂的研究及应用进展柳 颖1,徐 明2,张洪林1,李长波1,马慧贤3(1.辽宁石油化工大学环境工程系,辽宁抚顺113001;2.辽宁石油化工大学化工工艺系,辽宁抚顺113001;3.清原县环保局检测站,辽宁抚顺113300) 摘 要:如何消除含油污水的危害并有效回收污水中的油品是环境保护工作面临的突出问题。
高吸油树脂吸油作为新兴的油污去除技术,日益受到人们的关注。
综述了高吸油树脂的吸油机理、制备方法、应用等方面的研究进展,重点阐述了高吸油树脂处理含油污水在国内外的最新研究状况及其发展前景。
关键词:高吸油树脂;吸油机理;制备方法;吸油效果中图分类号:TQ 317 X 70311 文献标识码:A 文章编号:1672-5425(2009)09-0007-04 近年来,随着工业的快速发展和人民生活水平的迅速提高,石油开采加工及运输总量逐年增加,油污染问题也越来越严重。
为了对已泄入环境的污油进行迅速有效的处理,使污油对环境的污染降到最低,同时,为了消除生活用油造成的环境污染,迫切需要开发高效的吸油材料。
传统吸油材料不仅吸油率和保油率差,且不同程度地存在吸水、受压漏油和作用时需要加热等缺点[1],限制了其在油水混合体系中的应用。
高吸油树脂是一种具有三维网状交联结构的树脂,克服了传统吸油材料的缺点,具有吸油种类多、不吸水、体积小、回收方便及受压不漏油等诸多优点,可用作各种油处理剂、基材、油污过滤材料、橡胶改性剂和纸张用添加剂等[2],广泛应用于橡胶、农药及造纸等行业。
随着国民经济的迅速发展,人们对环境污染的日益重视,高吸油树脂的需求必然大增。