一种基于聚苯乙烯重氮盐的聚氨酯亲水改性方法技术

本发明专利技术涉及一种基于聚苯乙烯重氮盐的聚氨酯亲水改性方法。本发明专利技术所述的基于聚苯乙烯重氮盐的聚氨酯亲水改性方法，包括如下步骤：步骤1：量取适量的聚苯乙烯重氮盐溶液，在一定温度条件下，将聚氨酯载体浸泡于所述聚苯乙烯重氮盐的溶液中一定时间；步骤2：浸泡结束后，取出聚氨酯载体，用水清洗干净，用冷风吹一定时间，再将聚氨酯载体浸泡于阴离子聚电解质的溶液中，在一定温度条件下，吸附浸泡一定时间，取出吹干，即完成聚氨酯载体的亲水改性过程。本发明专利技术利用聚苯乙烯重氮盐的多官能团性质以及高反应活性，将阴离子聚电解质固定到聚氨酯表面，实现聚氨酯的亲水改性，该方法操作简单，利于实现工业化。

Polyurethane hydrophilic modification method based on polystyrene diazonium salt

The invention relates to a polyurethane hydrophilic modification method based on polystyrene diazonium salt. The hydrophilic modification method of polyurethane based on polystyrene diazo salt comprises the following steps: step 1: taking an appropriate amount of polystyrene diazo salt solution, soaking the polyurethane carrier in the solution of polystyrene diazo salt for a certain time under a certain temperature condition; step 2: after soaking, taking out the polyurethane; The urethane carrier is cleaned with water, blown by cold air for a certain period of time, and then soaked in the solution of anionic polyelectrolyte. Under certain temperature conditions, the carrier is soaked for a certain period of time, then removed and dried. The hydrophilic modification process of the polyurethane carrier is completed. The invention utilizes the multi-functional group property of polystyrene diazo salt and high reaction activity to immobilize anionic polyelectrolyte on the surface of polyurethane to realize hydrophilic modification of polyurethane. The method has simple operation and is favorable for industrialization.

【技术实现步骤摘要】
一种基于聚苯乙烯重氮盐的聚氨酯亲水改性方法
本专利技术涉及污水处理领域，具体涉及的是一种基于聚苯乙烯重氮盐的聚氨酯载体表面亲水改性的方法。
技术介绍
化工行业是我国的传统支柱产业，生产的化工原料以及产品被广泛地应用于各个领域，为国家经济做出重大贡献。化工行业是高污染的行业，所产生的污水含有高浓度的有机污染物，常用的生化、物化处理方法对于许多化工废水处理效果不佳，难以实现达标排放。在化工污水生化处理中，加入填料进行固定化微生物能够显著提高污染物的去除率，提高生化处理的抗冲击性，降低生化污泥的产量，因而受到人们的广泛关注。固定化微生物技术的难点在于载体的研发，聚氨酯是一类由多异氰酸酯和多元醇、多元胺等扩链剂或交联剂制成的聚合物，聚氨酯载体具有比表面积大，泡沫孔隙多，支撑能力强，性质稳定等特点，并且其空间结构的连通性为微生物生长提供了好氧缺氧等环境，在固定化微生物领域有广泛的应用。然而普通的聚氨酯填料由于其表面疏水，在污水处理过程中存在挂膜慢，微生物附着力小，容易脱落的问题，对其表面进行亲水改性可以明显改善上述问题。重氮盐是一类含有重氮基的盐类，由于它具有强吸电子效应和高反应活性，从而成为材料表面化学改性的一种简单、快速且有效的方法。张晶等人在高分子学报2002,2:180-185中介绍了一种聚苯乙烯重氮盐的合成方法，由于其长链结构以及多官能团性质，使其在诸多领域都具有潜在用途。专利“一种亲水性聚合物改性聚氨酯泡沫塑料载体的制备方法”(申请号201210306198.7)介绍了一种聚氨酯表面亲水改性的方法，将聚氨酯泡沫浸没于淀粉水溶液、羧甲基纤维素钠水溶液、聚丁二酰亚胺的N,N-二甲基甲酰胺溶液，再移至交联剂水溶液，加热，得到亲水改性的聚氨酯泡沫，该方法所用试剂较多，而且需抽真空，步骤繁琐。专利“一种基于超支化重氮盐的聚氨酯亲水改性的方法”介绍了一种利用超支化重氮盐，通过稀释-接枝-改性的方法来实现聚氨酯表面亲水改性。本专利技术以聚氨酯为载体，利用聚苯乙烯重氮盐的多官能团性质以及高反应活性，将阴离子聚电解质固定到聚氨酯表面，实现聚氨酯的亲水改性，该方法操作简单，利于实现工业化。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺点，本专利技术的目的在于提供一种基于聚苯乙烯重氮盐的聚氨酯亲水改性的方法，利用聚苯乙烯重氮盐的多官能团性质以及高反应活性使聚氨酯表面具有一定反应活性，再将阴离子聚电解质固定在聚氨酯表面。为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一种基于聚苯乙烯重氮盐的聚氨酯亲水改性方法，包括如下步骤：步骤1：量取适量的聚苯乙烯重氮盐溶液，在一定温度条件下，将聚氨酯载体浸泡于所述聚苯乙烯重氮盐的溶液中一定时间；步骤2：浸泡结束后，取出聚氨酯载体，用水清洗干净，用冷风吹一定时间，再将聚氨酯载体浸泡于阴离子聚电解质的溶液中，在一定温度条件下，吸附浸泡一定时间，取出吹干，即完成聚氨酯载体的亲水改性过程。在上述技术方案的基础上，步骤1中所述聚苯乙烯重氮盐的分子结构式为其中n为分子结构式中括弧内化学基团的重复数量。在上述技术方案的基础上，步骤1中所用聚氨酯载体为实验室发泡制备的，所述聚氨酯载体的形状为边长为10-20mm的正方体。在上述技术方案的基础上，步骤1中所述一定温度为2～4℃。在上述技术方案的基础上，步骤1中所述一定时间为0.5～3h。在上述技术方案的基础上，步骤2中所述冷风吹一定时间为1～5min。在上述技术方案的基础上，步骤2中所述一定温度为2～4℃。在上述技术方案的基础上，步骤2中所述吸附浸泡一定时间为2～10h。在上述技术方案的基础上，步骤2中所述阴离子聚电解质为聚苯乙烯磺酸钠、聚丙烯酸钠或聚甲基丙烯酸钠。所述聚苯乙烯重氮盐的合成方法采用张晶等人在高分子学报2002,2:180-185中所设计的路线。本专利技术的特点和有益效果在于：1)本专利技术利用聚苯乙烯重氮盐对聚氨酯载体进行亲水改性，具有步骤简单，易于操作等特点，利于实现工业化；2)本专利技术利用聚苯乙烯重氮盐对聚氨酯载体进行亲水改性对于所用的阴离子聚电解质没有特殊要求，适用范围广；3)本方法所用的聚苯乙烯重氮盐中所含的重氮基团，具有高反应活性，吸附效率高，且吸附效果稳定；4)本方法的普适性很高，可以应用于多种不同材质的载体上；5)与超支化重氮盐相比，聚苯乙烯由于其线性结构和更高密度的重氮盐基团，吸附的阴离子聚电解质更多，在载体表面吸附更牢固，亲水改性效果更好。附图说明本专利技术有如下附图：图1聚氨酯膜改性前的接触角示意图(接触角为92°)。图2聚氨酯膜表面经过改性后的接触角示意图(接触角为50°)。具体实施方式以下结合附图1-2对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术中所用的聚苯乙烯重氮盐为实验室自主研制合成，其中含有的重氮基团具有很强的反应活性，可以简单有效的将阴离子聚电解质固定在载体上，与专利“一种亲水性聚合物改性聚氨酯泡沫塑料载体的制备方法”(申请号201210306198.7)相比，本专利技术具有操作简单，适应性广等特点，本专利技术通过以下步骤实现：步骤1：量取适量的聚苯乙烯重氮盐溶液，在一定温度条件下，将聚氨酯载体浸泡于所述聚苯乙烯重氮盐的溶液中一定时间；步骤2：浸泡结束后，取出聚氨酯载体，用水清洗干净，用冷风吹一定时间，再将聚氨酯载体浸泡于阴离子聚电解质的溶液中，在一定温度条件下，吸附浸泡一定时间，取出吹干，即完成聚氨酯载体的亲水改性过程。在上述技术方案的基础上，步骤1中所述聚苯乙烯重氮盐的分子结构式为其中n为分子结构式中括弧内化学基团的重复数量。在上述技术方案的基础上，步骤1中所用聚氨酯载体为实验室发泡制备的，所述聚氨酯载体的形状为边长为10-20mm的正方体。在上述技术方案的基础上，步骤1中所述一定温度为2～4℃。在上述技术方案的基础上，步骤1中所述一定时间为0.5～3h。在上述技术方案的基础上，步骤2中所述冷风吹一定时间为1～5min。在上述技术方案的基础上，步骤2中所述一定温度为2～4℃。在上述技术方案的基础上，步骤2中所述吸附浸泡一定时间为2～10h。在上述技术方案的基础上，步骤2中所述阴离子聚电解质为聚苯乙烯磺酸钠、聚丙烯酸钠或聚甲基丙烯酸钠。所述聚苯乙烯重氮盐的合成方法采用张晶等人在高分子学报2002,2:180-185中所设计的路线。具体实施例如下：实施例1：步骤1：量取已合成好的聚苯乙烯重氮盐溶液，在2℃条件下，将边长为10mm的聚氨酯载体浸泡于稀释溶液中0.5h；步骤2：浸泡结束后，取出聚氨酯载体，用水清洗干净，冷风吹1min，再将聚氨酯载体浸入聚苯乙烯磺酸钠的溶液中，在2℃条件下，吸附浸泡2h，取出吹干，即完成聚氨酯载体的亲水改性。测定聚氨酯膜亲水改性后的接触角，本体膜的接触角为92°，聚氨酯表面经过改性后接触角为50°，亲水改性效果明显。分别将超支化重氮盐和聚苯乙烯重氮盐在相同条件下改性后的聚氨酯载体置于pH为1的酸性水溶液中，超支化重氮盐改性后的聚氨酯载体放置一个月后接触角变大，亲水性变差，而聚苯乙烯重氮盐改性后的聚氨酯载体放置3个月以上亲水性没有明显变化，说明采用聚苯乙烯重氮盐进行亲水改性的聚氨酯载体具有更好的稳定性。实施例2：步骤1：量取已合成好的聚苯乙烯重氮盐溶液，在4℃条件下，将边长为15mm的聚氨酯载体浸泡于稀释溶液中3h；步骤2：浸泡结束后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于聚苯乙烯重氮盐的聚氨酯亲水改性方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：量取适量的聚苯乙烯重氮盐溶液，在一定温度条件下，将聚氨酯载体浸泡于所述聚苯乙烯重氮盐的溶液中一定时间；步骤2：浸泡结束后，取出聚氨酯载体，用水清洗干净，用冷风吹一定时间，再将聚氨酯载体浸泡于阴离子聚电解质的溶液中，在一定温度条件下，吸附浸泡一定时间，取出吹干，完成聚氨酯载体的亲水改性过程。

【技术特征摘要】
1.一种基于聚苯乙烯重氮盐的聚氨酯亲水改性方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：量取适量的聚苯乙烯重氮盐溶液，在一定温度条件下，将聚氨酯载体浸泡于所述聚苯乙烯重氮盐的溶液中一定时间；步骤2：浸泡结束后，取出聚氨酯载体，用水清洗干净，用冷风吹一定时间，再将聚氨酯载体浸泡于阴离子聚电解质的溶液中，在一定温度条件下，吸附浸泡一定时间，取出吹干，完成聚氨酯载体的亲水改性过程。2.如权利要求1所述的基于聚苯乙烯重氮盐的聚氨酯亲水改性方法，其特征在于：步骤1中所述聚苯乙烯重氮盐的分子结构式为其中n为分子结构式中括弧内化学基团的重复数量。3.如权利要求1所述的基于聚苯乙烯重氮盐的聚氨酯亲水改性方法，其特征在于：步骤1中所述聚氨酯载体的形状为边长为10-20mm的正方体。4.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昕阳，魏令勇，邱松，杨芳芳，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11