改性壳聚糖复合丙烯酸酯系吸油树脂的制备方法技术

一种改性壳聚糖复合丙烯酸酯系吸油树脂的制备方法，其主要是：用乙烯基三乙氧基硅烷对壳聚糖进行疏水亲油改性，微波辅助合成改性壳聚糖树脂，把疏水性层状壳聚糖粉末均匀地分散到树脂材料中，使树脂微球表面呈现孔结构。采用本发明专利技术方法制备的复合吸油树脂吸油率高于丙烯酸酯系吸油树脂，其吸三氯甲烷的吸油倍率达到53倍；微波辅助合成改性壳聚糖树脂，大大地缩短了制备时间；同时微球树脂的表面积增大，也提高了树脂对有机物的吸油倍率和热稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种功能高分子材料。
技术介绍
当今社会人们对环境保护问题的关注度日益提高。为了应对工业含油废水的排放、原油泄漏事故及含油废弃物对环境的污染，人们先后专利技术了多种高吸油树脂。目前，高吸油树脂的合成大体有两个方向：①纯单体合成高吸油树脂；②天然或合成高分子改性合成高吸油树脂。由于天然高分子材料原料来源丰富、价格低廉、选择性好、用量小、安全无毒、可以完全生物降解，故而在众多絮凝剂中备受关注。其中有人专利技术壳聚糖2位氨基与长链脂肪酸的羧基相互作用，引入亲油烷基链，制得系列的抗菌吸油材料，其制备方法的内容主要是：利用湿法合成了壳聚糖月桂酸盐、壳聚糖肉豆蔻酸盐、壳聚糖硬脂酸盐三种壳聚糖脂肪酸盐。该方法的缺点是：该方法所制备的壳聚糖脂肪酸盐的热稳定性均比壳聚糖差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种疏水亲油且热稳定性能好、可大大缩短了改性壳聚糖复合树脂的制备时间的改性壳聚糖复合丙烯酸酯系吸油树脂的制备方法。本专利技术主要是：用乙烯基三乙氧基硅烷对壳聚糖进行疏水亲油改性，微波辅助合成改性壳聚糖树脂，把疏水性层状壳聚糖粉末均匀地分散到树脂材料中，使树脂微球表面呈现孔结构。本专利技术的制备方法具体如下：1、精制过氧化苯甲酰（BPO）按每克氧化苯甲酰加入4mL三氯甲烷的比例向氧化苯甲酰加入三氯甲烷，搅拌使之溶解，过滤，取滤液，将上述滤液滴加到无水乙醇中，滤液与无水乙醇的体积比为V滤液:V无水乙醇=1:1.75～1:2，静置，直至不再有白色针状结晶沉淀生成，将沉淀物过滤、用蒸馏水洗涤3-4次，然后放至真空干燥箱内，70°C烘干，然后放入干燥器中保存。2、对壳聚糖的有机改性将质量比为m壳聚糖：m乙烯基三乙氧基硅烷：蒸馏水=3:1:50～5:1:50的三种物质加入到容器中，在80°C下加热搅拌2～2.5h，冷却至室温（20～25°C），静置分层，去除澄清液。用蒸馏水将所得改性壳聚糖洗涤抽滤数次，80°C下真空干燥，将干燥的改性壳聚糖研磨，过100目筛，既得改性壳聚糖粉末。3、合成吸油树脂（1）溶解分散剂聚乙烯醇的质量为丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸丁酯的质量总和的5%～15%，将聚乙烯醇和蒸馏水加入两口圆底烧瓶中，90°C水浴使其溶解。然后自然降温至40°C左右。（2）树脂的合成将改性壳聚糖（丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸丁酯单体总量的1～1.5%）加入到上述冷却后的装有聚乙烯醇溶液的两口圆底烧瓶内，超声振荡5～15min，使壳聚糖充分分散到聚乙烯醇中。向恒压分液漏斗内加入摩尔比为n丙烯酸丁酯:n甲基丙烯酸丁酯:n乙酸乙酯=1.5:1:1.16的三种物质，再加入N.N’_亚甲基双丙烯酰胺、精制的过氧化苯甲酰、致孔剂乙酸乙酯，它们分别是丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸丁酯质量总和的1.0%～2.0%、0.5%-1.5%、50%，然后分液漏斗内加入上述混合溶液体积的3倍左右的蒸馏水。反应在微波合成仪中完成，连接好恒压分液漏斗及整套微波反应装置，抽真空，真空度为0.08MPa时通入氮气，在氮气保护下将恒压分液漏斗内的液体加入到两口烧瓶中，调节适当转速（700～1000r/min），微波功率300～500W，采用程序式升温法：40°C辐射5min，60°C辐射5min，70°C辐射5min，75°C辐射20min，80°C辐射60min。反应结束后，降至室温，对产物进行抽滤，并用蒸馏水洗涤数次，将洗涤后的产物置于70°C真空干燥箱中烘干即获得改性壳聚糖复合丙烯酸酯类吸油树脂。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：1、本专利技术采用乙烯基三乙氧基硅烷对壳聚糖进行疏水亲油改性，用其制备的复合吸油树脂吸油率高于丙烯酸酯系吸油树脂，其吸三氯甲烷的吸油倍率达到53倍。2、微波辅助合成改性壳聚糖树脂，大大地缩短了制备时间。3、本专利技术把疏水性层状壳聚糖粉末均匀地分散到树脂材料中，并且吸油树脂表面有许多孔结构，从而增大了微球树脂的表面积，提高树脂对有机物的吸油倍率和热稳定性。附图说明图1为传统方法合成丙烯酸酯系吸油树脂的扫描电镜照片图（SEM）。图2为本专利技术实施例3中改性壳聚糖复合丙烯酸酯系吸油树脂的扫描电镜照片图。图3为本专利技术实施例3中改性壳聚糖复合丙烯酸酯系吸油树脂吸油前的实物照片图。图4为本专利技术实施例3中改性壳聚糖复合丙烯酸酯系吸油树脂吸油后的实物照片图。图5为丙烯酸酯系吸油树脂的热重图（TG-DTA）。图6为本专利技术实施例3中复合树脂的热重图（TG-DTA）。图7为本专利技术实施例3中复合树脂的吸附有机物的性能对比图。具体实施方式：实例1：在200mL的烧杯中加入10g过氧化苯甲酰和40mL三氯甲烷，搅拌使之溶解，过滤，其滤液中直接滴入70mL无水乙醇中，静置一段时间直至不再有针状结晶沉淀生成，将白色针状沉淀过滤，用蒸馏水洗涤3次，然后放至真空干燥箱内，70°C烘干，将所得产品放于干燥器中保存。将3g壳聚糖和1g乙烯基三乙氧基硅烷加入到50mL蒸馏水中，在80°C下加热搅拌2h，冷却，静置分层，去除澄清液。用蒸馏水将所得改性壳聚糖洗涤抽滤5次，80°C下真空干燥，将干燥的改性壳聚糖研磨，过100目筛，既得改性壳聚糖粉末。将30mL蒸馏水置于250mL两口圆底烧瓶中，加入1.25g分散剂聚乙烯醇，90℃水浴使其溶解，然后自然降温至40°C。将0.125g改性壳聚糖加入到冷却的两口烧瓶中，超声振荡5min，使壳聚糖充分分散到聚乙烯醇中。将5.36mL甲基丙烯酸丁酯单体、7.14mL丙烯酸丁酯单体、6.25mL致孔剂乙酸乙酯、0.125g精制的过氧化苯甲酰、0.125g N.N’_亚甲基双丙烯酰胺加入恒压分液漏斗内中，再加入60mL蒸馏水。反应在微波合成仪中完成，连接好恒压分液漏斗及整套微波反应装置，抽真空，真空度为0.08MPa时通入氮气，在氮气保护下将恒压分液漏斗内的液体加到两口烧瓶中，调节转速700r/min，微波功率300W，采用程序式升温法：采用程序式升温法：40°C辐射5min，60°C辐射5min，70°C辐射5min，75°C辐射20min，80°C辐射60min。反应结束后，降至室温，对产物进行过滤，并用蒸馏水洗涤6次，将洗涤后的产物置于70°C干燥箱中烘干，既得改性壳聚糖复合丙烯酸酯系吸油树脂。实例2：在200mL的烧杯中加入10g过氧化苯甲酰和40mL三氯甲烷，搅拌使之溶解，过滤，其滤液中直接滴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性壳聚糖复合丙烯酸酯系吸油树脂的制备方法，其特征在于：包括的步骤如下：（1）、精制过氧化苯甲酰按每克氧化苯甲酰加入4mL三氯甲烷的比例向氧化苯甲酰加入三氯甲烷，搅拌使之溶解，过滤，取滤液，将上述滤液滴加到无水乙醇中，滤液与无水乙醇的体积比为V滤液:V无水乙醇=1:1.75～1:2，静置，直至不再有白色针状结晶沉淀生成，将沉淀物过滤、洗涤，然后放至真空干燥箱内70°C烘干，然后放入干燥器中保存；（2）对壳聚糖的有机改性将质量比为m壳聚糖：m乙烯基三乙氧基硅烷：蒸馏水=3:1:50～5:1:50的三种物质加入到容器中，在80℃下加热搅拌2?2.5h，冷却至室温，静置分层，去除澄清液，用蒸馏水将所得改性壳聚糖洗涤抽滤数次，80°C下真空干燥，将干燥的改性壳聚糖研磨，过100目筛，既得改性壳聚糖粉末；（3）合成吸油树脂将改性壳聚糖加入到冷却后的装有聚乙烯醇溶液的两口圆底烧瓶内，超声振荡5?15min，向恒压分液漏斗内加入摩尔比为n丙烯酸丁酯:n甲基丙烯酸丁酯:n乙酸乙酯=1.5:1:1.16的三种物质，再加入N.N’_亚甲基双丙烯酰胺、精制的过氧化苯甲酰、乙酸乙酯，它们分别是丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸丁酯质量总和的1.0%～2.0%、0.5%?1.5%、50%，然后分液漏斗内加入上述混合溶液体积的3倍左右的蒸馏水，反应在微波合成仪中完成，连接好恒压分液漏斗及整套微波反应装置，抽真空，真空度为0.08MPa时通入氮气，在氮气保护下将恒压分液漏 斗内的液体加入到两口烧瓶中，调节适当转速（700～1000r/min），微波功率300～500W，采用程序式升温法：40°C辐射5min，60°C辐射5min，70°C辐射5min，75°C辐射20min，80°C辐射60min，反应结束后，降至室温，对产物进行抽滤，并用蒸馏水洗涤数次，将洗涤后的产物置于70°C真空干燥箱中烘干即获得改性壳聚糖复合丙烯酸酯类吸油树脂。...

【技术特征摘要】
1.一种改性壳聚糖复合丙烯酸酯系吸油树脂的制备方法，其特征在于：包
括的步骤如下：
（1）、精制过氧化苯甲酰
按每克氧化苯甲酰加入4mL三氯甲烷的比例向氧化苯甲酰加入三氯甲烷，
搅拌使之溶解，过滤，取滤液，将上述滤液滴加到无水乙醇中，滤液与无水乙
醇的体积比为V滤液:V无水乙醇=1:1.75～1:2，静置，直至不再有白色针状结晶沉淀
生成，将沉淀物过滤、洗涤，然后放至真空干燥箱内70°C烘干，然后放入干
燥器中保存；
（2）对壳聚糖的有机改性
将质量比为m壳聚糖：m乙烯基三乙氧基硅烷：蒸馏水=3:1:50～5:1:50的三种物质加入到
容器中，在80℃下加热搅拌2-2.5h，冷却至室温，静置分层，去除澄清液，用
蒸馏水将所得改性壳聚糖洗涤抽滤数次，80°C下真空干燥，将干燥的改性壳聚
糖研磨，过100目筛，既得改性壳聚糖粉末；
（3）合成吸油树脂
将改性壳聚糖加入到冷却后的装有聚乙烯醇溶液的两口圆底烧瓶内，超声
振荡5-15min，向恒压分液漏斗内加入摩尔比为n丙烯酸丁酯:n甲基丙烯酸丁酯:n乙酸乙酯=1.5:1:1.16的三种物质，再加入N.N’_亚甲基双丙烯酰...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秋荣，辛姗姗，肖海燕，张茜，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：