專利名稱：聚二甲基硅氧烷多孔小球的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚二甲基硅氧烷的制備方法，具體涉及一種聚二甲基硅氧烷多孔小球的制備方法。
背景技術(shù)：
水污染突發(fā)事件頻發(fā)，生產(chǎn)事故、水污染長(zhǎng)期積累等引發(fā)的污染事件對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。針對(duì)水中有機(jī)溶劑污染問(wèn)題，處理方法可分為回收法和消除法；回收法包括吸附、精餾、萃取、滲透蒸發(fā)法等，消除法則包括空氣氣提、生物處理以及焚燒法。精餾方法及液液萃取適用于水中有機(jī)溶劑含量較高的情況，但過(guò)程能耗較大，且溶劑萃取法中常常會(huì)因?yàn)槿軇┑亩拘远斐啥挝廴尽Ｉ锾幚矸▽儆诃h(huán)境友好的處理方法，但卻只能處理可被生物完全分解代謝的有機(jī)物，且耗時(shí)相對(duì)較長(zhǎng)。焚燒法通常用于濃度高的場(chǎng)合，在濃度較低的場(chǎng)合，該法不使用。滲透蒸發(fā)法則需要設(shè)計(jì)一個(gè)回收系統(tǒng)，適合有固定工作場(chǎng) 所的工廠，且滲透膜易遭受污染等。吸附法對(duì)水溶液的處理是一種重要和成熟的技術(shù)，吸附樹(shù)脂是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型有機(jī)吸附材料，吸附樹(shù)脂吸附性能好，再生容易，有逐步取代活性炭的趨勢(shì)，有越來(lái)越多的業(yè)內(nèi)人士研究高效吸油樹(shù)脂的合成與應(yīng)用，以便高效、低成本回收水中的有機(jī)溶劑。聚二甲基娃氧燒(Polydimethylsiloxane, PDMS)具有極強(qiáng)的親油性、化學(xué)及熱穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度好、易從水中分離等優(yōu)良性能，可用于油水分離操作，或治理被某些有機(jī)溶齊IJ (甚至包括原油)污染的廢水，高效低耗回收水中的有機(jī)溶劑，提高回收速度。大連理工大學(xué)賀高紅課題組采用硅橡膠復(fù)合中空纖維超濾膜處理苯酚廢水，展示出良好的分離效果。天津大學(xué)姜忠義等以聚二甲基硅氧烷為預(yù)聚體，正硅酸乙酯為交聯(lián)劑，二丁基二月桂酸錫為催化劑，三氯甲烷或正庚烷為溶劑，通過(guò)相轉(zhuǎn)化法制備得到了 PDMS膜和聚環(huán)糊精填充的PDMS膜，并將其用于從水溶液中脫除苯酚的研究，研究表明經(jīng)填充的PDMS膜分離效果優(yōu)于PDMS膜。清華大學(xué)、北京化工大學(xué)等國(guó)內(nèi)幾所高校也對(duì)PDMS膜做過(guò)一些研究。以上這些研究表明，聚二甲基硅氧烷能有效去除水中有機(jī)污染物，但膜法具有前文所述的一些不足，故不太適合大面積的水污染。美國(guó)的Genzer教授等嘗試了將聚二甲基硅氧烷制成小球，用于吸附水中苯、甲苯、二甲苯、乙苯等有機(jī)溶劑。但是，采用常規(guī)的雙組份(聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體和固化劑)固化反應(yīng)制備聚二甲基硅氧烷小球，得到的小球本身的密度為lg/cm3左右，大于或接近水的密度，在水中易下沉，而很多油的密度小于水，若小球下沉，脫離固液接觸機(jī)會(huì)，則小球不能吸油，并且小球下沉后回收困難。因此，現(xiàn)有的聚二甲基硅氧烷小球在用于去除水中有機(jī)溶劑，特別是鋪展在水面上的有機(jī)溶劑方面，還有較大的缺陷，需要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種聚二甲基硅氧烷多孔小球的制備方法，制備得到的聚二甲基硅氧烷小球具有多孔結(jié)構(gòu)，該多孔小球能浮在水面上，便于對(duì)鋪展在水面上的有機(jī)溶劑進(jìn)行有效吸附，并且多孔小球的吸油量和吸油速度都有較大的提高。本發(fā)明的聚二甲基硅氧烷多孔小球的制備方法，包括以下步驟
1)取100重量份的聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體，加入60 120重量份的稀釋劑稀釋，所述稀釋劑為四氯化碳和正辛烷中的一種或兩種的混合液；
2)往步驟I)得到的稀釋 后的聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體中加入2 4重量份的固化劑，攪拌混合均勻；
3)將步驟2)得到的混合液滴加入表面活性劑溶液中，在50 100°C下以5(Tl00r/min的攪拌轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)，反應(yīng)完畢后撈取、洗滌得到多孔結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷小球。進(jìn)一步，所述稀釋劑為四氯化碳和正辛烷以I :1的體積比混合得到的混合液。進(jìn)一步，所述步驟2)得到的混合液中，聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體與固化劑的重量比為 30 35 :1。進(jìn)一步，所述表面活性劑溶液為明膠水溶液，其濃度為0. 03、. lg/ml。進(jìn)一步，所述步驟3)中，攪拌反應(yīng)的攪拌轉(zhuǎn)速80r/min，反應(yīng)溫度為70°C。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明在常規(guī)的聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體和固化劑雙組份基礎(chǔ)上，加入了特殊的對(duì)聚二甲基硅氧烷小球有致孔作用的稀釋劑，并且控制成球工藝條件，制備得到了具有多孔結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷小球；該多孔小球的密度小于水的密度，能浮在水面上，便于對(duì)鋪展在水面上的有機(jī)溶劑進(jìn)行有效吸附，在吸附達(dá)到平衡后，能很方便地收集浮在水面上的小球，并且該多孔小球具有較大的比表面積，吸油膨脹效果也較好，因此其吸油量和吸油速度都有較大的提高。本發(fā)明制備的聚二甲基硅氧烷多孔小球可用于應(yīng)對(duì)突發(fā)性的有機(jī)溶劑(甚至包括原油)泄漏至水體中帶來(lái)的環(huán)境災(zāi)難。


為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中
圖I為本發(fā)明的工藝流程 圖2為實(shí)施例I制備的小球剖面SEM照片；
圖3為實(shí)施例2制備的小球剖面SEM照片；
圖4為實(shí)施例3制備的小球剖面SEM照片；
圖5為比較例制備的小球剖面SEM照片。
具體實(shí)施例方式以下將參照附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。實(shí)施例I
圖I為本發(fā)明的工藝流程圖，如圖所示，本實(shí)施例的聚二甲基硅氧烷多孔小球的制備方法，包括以下步驟
1)取100重量份的聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體，加入120重量份的稀釋劑稀釋，所述稀釋劑為四氯化碳；
2)往步驟I)得到的稀釋后的聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體中加入2重量份的固化劑，攪拌混合均勻；3)將步驟2)得到的混合液滴加入表面活性劑溶液(濃度為0. 03g/ml的明膠水溶液)中，在70°C下以90r/min的攪拌轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)，反應(yīng)完畢后撈取、洗滌得到多孔結(jié)構(gòu)的聚二
甲基娃氧燒小球。本實(shí)施例制備得到的聚二甲基硅氧烷多孔小球呈橢球狀，成孔現(xiàn)象比較明顯(小球剖面SEM照片如圖2所示)，小球均能浮于水面上。實(shí)施例2
圖I為本發(fā)明的工藝流程圖，如圖所示，本實(shí)施例的聚二甲基硅氧烷多孔小球的制備方法，包括以下步驟
1)取100重量份的聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體，加入60重量份的稀釋劑稀釋，所述稀釋劑為正辛燒; 2)往步驟I)得到的稀釋后的聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體中加入4重量份的固化劑，攪拌混合均勻；
3)將步驟2)得到的混合液滴加入表面活性劑溶液(濃度為0.lg/ml的明膠水溶液)中，在64°C下以70r/min的攪拌轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)，反應(yīng)完畢后撈取、洗滌得到多孔結(jié)構(gòu)的聚二甲
基硅氧烷小球。本實(shí)施例制備得到的聚二甲基硅氧烷多孔小球呈均勻球狀，表面較光滑，但成孔現(xiàn)象不太明顯(小球剖面SEM照片如圖3所示)，小球僅少部分能浮于水面上。實(shí)施例3
圖I為本發(fā)明的工藝流程圖，如圖所示，本實(shí)施例的聚二甲基硅氧烷多孔小球的制備方法，包括以下步驟
1)取100重量份的聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體，加入90重量份的稀釋劑稀釋，所述稀釋劑為四氯化碳和正辛烷以I :1的體積比混合得到的混合液；
2)往步驟I)得到的稀釋后的聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體中加入3重量份的固化劑，攪拌混合均勻；
3)將步驟2)得到的混合液滴加入表面活性劑溶液(濃度為0.05g/ml的明膠水溶液)中，在70°C下以80r/min的攪拌轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)，反應(yīng)完畢后撈取、洗滌得到多孔結(jié)構(gòu)的聚二
甲基娃氧燒小球。本實(shí)施例制備得到的聚二甲基硅氧烷多孔小球呈均勻球狀，成孔現(xiàn)象比較明顯(小球剖面SEM照片如圖4所示)，小球均能浮于水面上。比較例
比較例的聚二甲基硅氧烷小球的制備方法，包括以下步驟
1)取100重量份的聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體，加入75重量份的稀釋劑稀釋，所述稀釋劑為二甲基硅油；
2)往步驟I)得到的稀釋后的聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體中加入3重量份的固化劑，攪拌混合均勻；
3)將步驟2)得到的混合液滴加入表面活性劑溶液(濃度為0.05g/ml的明膠水溶液)中，在70°C下以80r/min的攪拌轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)，反應(yīng)完畢后撈取、洗滌得到聚二甲基硅氧烷小球。比較例制備得到的聚二甲基硅氧烷小球呈橢球狀，基本沒(méi)有成孔現(xiàn)象，僅有極少量氣孔(小球剖面SEM照片如圖5所示)，絕大多數(shù)小球不能浮于水面上，這是由于常規(guī)制備聚二甲基硅氧烷所用的二甲基硅油稀釋劑沒(méi)有致孔效果，導(dǎo)致制備的小球密度大于水的密度。選取實(shí)施例3制備得到的聚二甲基硅氧烷多孔小球和比較例制備得到的聚二甲基硅氧烷小球進(jìn)行吸油效果的比較
表I.實(shí)施例3制備的小球?qū)σ宜嵋阴サ奈颓闆r(小球吸油前的質(zhì)量為2. 362g)
權(quán)利要求
1.一種聚二甲基硅氧烷多孔小球的制備方法，其特征在于包括以下步驟 1)取100重量份的聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體，加入60 120重量份的稀釋劑稀釋，所述稀釋劑為四氯化碳和正辛烷中的一種或兩種的混合液； 2)往步驟I)得到的稀釋后的聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體中加入2 4重量份的固化劑，攪拌混合均勻； 3)將步驟2)得到的混合液滴加入表面活性劑溶液中，在50 100°C下以5(Tl00r/min的攪拌轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)，反應(yīng)完畢后撈取、洗滌得到多孔結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷小球。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚二甲基硅氧烷多孔小球的制備方法，其特征在于所述稀釋劑為四氯化碳和正辛烷以I :1的體積比混合得到的混合液。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚二甲基硅氧烷多孔小球的制備方法，其特征在于所述步驟2)得到的混合液中，聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體與固化劑的重量比為3(T35 :1。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚二甲基硅氧烷多孔小球的制備方法，其特征在于所述表面活性劑溶液為明膠水溶液，其濃度為0. 03、. lg/ml。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚二甲基硅氧烷多孔小球的制備方法，其特征在于所述步驟3)中，攪拌反應(yīng)的攪拌轉(zhuǎn)速80r/min，反應(yīng)溫度為70°C。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種聚二甲基硅氧烷多孔小球的制備方法，包括以下步驟1)取100重量份的聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體，加入60～120重量份的稀釋劑稀釋，所述稀釋劑為四氯化碳和正辛烷中的一種或兩種的混合液；2)往步驟1)得到的稀釋后的聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體中加入2~4重量份的固化劑，攪拌混合均勻；3)將步驟2)得到的混合液滴加入表面活性劑溶液中，在50～100℃下以50~100r/min的攪拌轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)，反應(yīng)完畢后撈取、洗滌得到多孔結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷小球。本發(fā)明制備的多孔小球能浮在水面上，便于對(duì)鋪展在水面上的有機(jī)溶劑進(jìn)行有效吸收，并且該多孔小球具有較大的比表面積，吸油量和吸油速度都有較大的提高。
文檔編號(hào)C02F1/40GK102746528SQ20121026820
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者李寧, 熊曉莉, 雷小梅 申請(qǐng)人:重慶工商大學(xué)