一种可再生的亲水-疏油性多孔聚合物及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种可再生的亲水

【技术实现步骤摘要】
一种可再生的亲水
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疏油性多孔聚合物及其制备方法


[0001]本专利技术属于油水分离材料制备的
，尤其是指一种可再生的亲水
‑
疏油性多孔聚合物及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着石油化工、纺织工程和冶金工业的快速发展，含油废水的排放给环境和人类健康带来了巨大的压力，而对于这些含油废水的处理也成为了困扰人们许久的难题。特殊润湿性多孔聚合物是目前处理含油废水最常用的材料。目前，现有的特殊润湿性多孔聚合物主要是亲油
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疏水型，然而，对于该种类型吸附聚合物的使用还是会面临不少的弊端
‑‑
比如材料内部孔隙被油层堵塞而导致吸附效率显著下降或材料报废的问题。相对来说，亲水
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疏油型多孔聚合物往往能够在一定程度上解决上述问题。
[0003]尽管目前已有利用高内相乳液模板法制备亲水疏油多孔聚合物的研究，但是这些材料大都是通过单体的高度化学交联形成，以至于聚合物呈现刚性效果。如申请号为201910446326.X的中国专利以及名为《Asingle covalently graftedfluorolayer imparts intrinsically hydrophilic foams with simultaneous oleophobicity andhydrophilicity forremoving water from oils》的论文公开了一些亲水疏油性多孔聚合物及其制备方法，但是这些多孔聚合物在使用的过程中，很容易断裂或破碎成小块，这可能会降低其吸收性能，并给环境带来新的污染。因此，若能制备柔性亲水疏油多孔聚合物，将会大大拓展特殊润湿性多孔聚合物的应用前景。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种可再生的亲水
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疏油性多孔聚合物及其制备方法。本专利技术所得产品无论是干态还是湿态，材料都能展现出良好的柔性效果，不会轻易地破碎，且使用过的材料经过热水溶解、添加油相和冷冻干燥的步骤可以进行再生重塑，再生的材料与母材料拥有相似的性能。
[0005]一种可再生的亲水
‑
疏油性多孔聚合物的制备方法，包括以下步骤：
[0006](1)将油相加入水相中，混合后得到水包油型乳液，其中，所述油相为硅烷偶联剂溶液，水相包含稳定剂、水溶性聚合物、催化剂和水，油相和水相的质量比为1:1～6:1；
[0007](2)将上述水包油型乳液固化后，得到所述亲水
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疏油性多孔聚合物。
[0008]根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述硅烷偶联剂占油相总质量的1～20％。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，步骤(1)中，所述硅烷偶联剂为十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷和十七氟癸基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，步骤(1)中，所述稳定剂占水相总质量的2～10％。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，步骤(1)中，所述稳定剂为壬基酚聚氧乙烯醚或/和辛
基酚聚氧乙烯醚。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，步骤(1)中，所述水溶性高聚物为聚乙烯醇和/或聚乙烯醇缩醛化合物。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，聚乙烯醇缩醛化合物为聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛和聚乙烯醇缩丁醛中的一种或多种。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，步骤(1)中，所述水溶性高聚物占水相总质量的4～15％。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，步骤(1)中，所述催化剂为氨水、三乙胺和氢氧化钠中一种或多种。
[0016]本专利技术还提供了所述的制备方法所得可再生的亲水
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疏油性多孔聚合物。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，所述可再生的亲水
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疏油性多孔聚合物的水接触角为0
°
，油接触角为100
°
～125
°
，内部分布有若干小孔，密度为0.06～0.15cm3。
[0018]在本专利技术的一个实施例中，将使用过的亲水
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疏油性多孔聚合物溶解于热水中，加入油相，冷冻干燥得到再生的亲水
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疏油性多孔聚合物；其中，所述油相为甲苯或/和二甲苯溶液。
[0019]本专利技术以稳定剂、水溶性高聚物和水等构成乳液的连续相，以硅烷偶联剂的油溶液作为分散相，硅烷偶联剂通过界面引发，聚合在水溶性高聚物表面，同时，水溶性高聚物凝胶固化多孔材料内部微观结构。“多孔”的出现是由于乳液聚合完成后其中分散相会被去除。水溶性高聚物分子链上数量众多的羟基使材料拥有良好的亲水性，而同时硅烷偶联剂上大量的含氟链段赋予材料优异的疏油性。反应完成后，由于聚合物内部交联度较低，以及内部多孔结构的存在，材料呈现出良好的柔性效果；且使用过的材料经过热水溶解、添加油相和冷冻干燥的步骤可以进行再生重塑，再生的材料与母材料拥有相似的性能。
[0020]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0021]本专利技术针对现有的由高内相乳液模板法制作的亲水疏油性多孔聚合物吸水后易破碎易断裂的缺陷，找到了一个解决方案。以含高聚物的水相作为连续相，以含硅烷偶联剂的油相作为分散相，借助水溶性高聚物凝胶固化乳液内部微观结构，制备了亲水疏油组分通过共价键结合的可再生柔性亲水疏油多孔聚合物。
[0022]不同于常见的亲水疏油刚性多孔聚合物，柔性亲水疏油多孔聚合物在干态下可以被任意地弯曲成U型、S型，甚至加捻，而不会出现结构上的损坏。此外，在湿态下，柔性亲水疏油多孔聚合物还拥有一定的弹性与形状回复能力，即使被压缩到原始高度的1/3，一旦压力释放，可以在很短的时间内通过吸水恢复到原来的高度。更重要的是，材料具有一定的再生性能，可以通过热水溶解、添加油相和冷冻干燥的步骤进行再生重塑，再生的材料与母材料拥有相似的性能。
附图说明
[0023]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中
[0024]图1是实施例1
‑
3所制备的柔性亲水疏油多孔聚合物的SEM测试结果；
[0025]图2是十六烷在本专利技术实施例1
‑
3所得不同亲水疏油性多孔聚合物的表面的接触
角及接触角随时间的变化测试结果；
[0026]图3是本专利技术十六烷、硅油、矿物油、石蜡油、机油、蓖麻油在实施例3表面的形状；
[0027]图4是本专利技术实施例3干态样品的柔性展示；
[0028]图5是本专利技术实施例1湿态样品的回弹性能展示；
[0029]图6是本专利技术实施例4再生材料的亲水疏油效果展示；
[0030]图7是本专利技术实施例4
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6再生材料的表面接触角。
具体实施方式
[0031]下面结合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可再生的亲水
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疏油性多孔聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将油相加入水相中，混合后得到水包油型乳液，其中，所述油相为硅烷偶联剂溶液，水相包含稳定剂、水溶性聚合物、催化剂和水，油相和水相的质量比为1:1～6:1；(2)将上述水包油型乳液固化后，得到所述亲水
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疏油性多孔聚合物。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述硅烷偶联剂占油相总质量的1～20％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述硅烷偶联剂为十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷和十七氟癸基三乙氧基硅烷中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述稳定剂占水相总质量的2～10％。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述稳定...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵燕，杨尚云，曹慧，张涛，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：