互穿網(wǎng)絡(luò)型表面性能可調(diào)控的多孔聚合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種互穿網(wǎng)絡(luò)型表面性能可調(diào)控的多孔聚合物及其制備方法，尤其涉及一種用于油/水分離的互穿網(wǎng)絡(luò)型表面性能可調(diào)控的多孔聚合物及其制備方法，屬于有機(jī)溶劑與水兩相分離技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]含油廢水如果不加以回收處理，會(huì)造成浪費(fèi)；含油廢水排入河流、湖泊或海灣，會(huì)污染水體，影響水生生物生存；含油廢水用于農(nóng)業(yè)灌溉，則會(huì)堵塞土壤空隙，妨礙農(nóng)作物生長(zhǎng)。含油廢水被排到江河湖海等水體后，油層覆蓋水面，阻止空氣中的氧向水中的擴(kuò)散。水體中由于溶解氧減少，藻類(lèi)進(jìn)行的光合作用受到限制；影響水生生物的正常生長(zhǎng)，使水生動(dòng)植物有油味或毒性，甚至使水體變臭，破壞水資源的利用價(jià)值。如果牲畜飲了含油廢水，通常會(huì)感染致命的食道病。如果用含油廢水灌溉農(nóng)田，油分及其衍生物將覆蓋土壤和植物的表面，堵塞土壤的孔隙，阻止空氣透入，使果實(shí)有油味，或使土壤不能正常進(jìn)行新陳代謝和微生物新陳代謝，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成農(nóng)作物減產(chǎn)或死亡。另外，由于溢油的漂移和擴(kuò)散，會(huì)荒廢海灘和海濱旅游區(qū)，造成極大的環(huán)境危害和社會(huì)危害。但更主要的危害是石油中含有致癌烴，被魚(yú)、貝富集并通過(guò)食物鏈危害人體健康。
[0003]目前最常用的溢油整治技術(shù)包括撇油器、凝固菲爾斯、分散劑、生物修復(fù)和原位燃燒。這些技術(shù)只集中清理大量水上油污，忽視分散的水中油污對(duì)環(huán)境的不利影響。目前也出現(xiàn)了一些漏油修復(fù)材料，但是大多數(shù)漏油修復(fù)材料局限于體積和吸附量材料，也成為阻礙目前的漏油修復(fù)材料實(shí)際應(yīng)用的一個(gè)大問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種比表面積大，孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，構(gòu)成連續(xù)相連的三維多孔結(jié)構(gòu)，連續(xù)相連的三維多孔結(jié)構(gòu)組成若干通道，該通道選擇性強(qiáng)，只允許油相通過(guò)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)油水混合物中油相物質(zhì)的連續(xù)、高效的分離，且不再局限于吸附材料自身體積和吸附量，可連續(xù)使用，無(wú)需再生的互穿網(wǎng)絡(luò)型表面性能可調(diào)控的多孔聚合物；進(jìn)一步地，本發(fā)明提供一種互穿網(wǎng)絡(luò)型表面性能可調(diào)控的多孔聚合物的制備方法，該法制備成本低廉，工藝簡(jiǎn)單，制備過(guò)程綠色無(wú)污染，利用硅橡膠和石蠟微球的憎水性和親油性，以多孔材料為載體，以自主研發(fā)的石蠟微球?yàn)楦男詣?，制備出能夠進(jìn)行連續(xù)油水兩相分離的材料；更進(jìn)一步地，本發(fā)明提供一種微米尺度的石蠟微球的制備方法，該法制備的石蠟微球增加了本發(fā)明的多孔聚合物的憎水性，增加通道對(duì)油相物質(zhì)的選擇性，分離油水效果好。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
互穿網(wǎng)絡(luò)型表面性能可調(diào)控的多孔聚合物，其特征在于:包括:材質(zhì)為多孔材料的主體，所述主體的三維孔狀結(jié)構(gòu)上聚合一層硅橡膠和石蠟微球組成的硅橡膠/石蠟微球復(fù)合物。
[0006]所述多孔材料包括聚氨酯海綿。
[0007]所述硅橡膠的材質(zhì)包括107-2000雙組份室溫硫化硅橡膠。
[0008]所述石蠟微球?yàn)槲⒚壮叨鹊氖炍⑶颉?br>[0009]互穿網(wǎng)絡(luò)型表面性能可調(diào)控的多孔聚合物的制備方法，其特征在于:包括以下步驟:
S01，將材質(zhì)為多孔材料的主體根據(jù)實(shí)際需要裁剪成適合大小，然后放入烘箱，在110~120°C 干燥 1-2 小時(shí)；
S02，按質(zhì)量比稱(chēng)取硅橡膠和石蠟微球，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笤偌尤牍袒瘎俪浞謹(jǐn)嚢鑜~2min，得混合液；所述質(zhì)量比為娃橡膠:石錯(cuò)微球=10~5:1 ；
S03，將烘箱中的主體取出，放入步驟S02中的混合液中充分吸收，待吸收飽和后放入烘箱中，恒溫固化至少2h，得成品。
[0010]固化劑為廠家配套產(chǎn)品，一般為硅橡膠加入量的1/10。
[0011]所述石蠟微球的制備方法包括以下步驟:
步驟一，在三頸燒瓶中加入水和表面活性劑，再放入70~80°C恒溫水浴鍋中加熱10~15min,用電動(dòng)攪拌器攪拌2~3min ;所述表面活性劑的加入量為所述石蠟微球質(zhì)量的
3-5 倍；
步驟二，將固態(tài)的切片石蠟，加熱熔融，形成液態(tài)石蠟；以每分鐘3~5滴的速度，緩慢滴加到步驟一的三頸燒瓶中，恒溫持續(xù)攪拌2~2.5h后，得石蠟乳液；
步驟三，將石蠟乳液倒入燒杯中，室溫下陳化至少12h ;將上層聚集固體撈出，室溫下自然晾干，得石蠟微球。
[0012]所述表面活性劑包括聚乙二醇辛基苯基醚。
[0013]本發(fā)明由聚氨酯海綿作為主體，在其孔狀結(jié)構(gòu)表面上聚合硅橡膠薄膜，并利用石蠟微球進(jìn)一步增強(qiáng)材料的疏水性與親油性能。
[0014]石蠟為熔點(diǎn)較高的58~60°C的切片石蠟。
[0015]本發(fā)明的使用方法為:將本發(fā)明的互穿網(wǎng)絡(luò)型表面性能可調(diào)控的多孔聚合物連接于栗的進(jìn)入管中，把連接在進(jìn)入管入口處的多孔聚合物直接置于油水混合物中；由于該多孔材料的疏水性，使其能夠漂浮于水面上；當(dāng)栗工作時(shí)，油水混合物中的油相，會(huì)通過(guò)互穿網(wǎng)絡(luò)型表面性能可調(diào)控的多孔聚合物的孔道；由栗的排出管集中排至容器儲(chǔ)存，富集油相物質(zhì)；同時(shí)，由于多孔材料自身的憎水性，排斥油水混合物中的水進(jìn)入多孔聚合物的通道，使水相仍保留在原容器中；從而實(shí)現(xiàn)油水混合物的油相與水相分離。
[0016]本發(fā)明提供的一種互穿網(wǎng)絡(luò)型表面性能可調(diào)控的多孔聚合物及其制備方法，利用硅橡膠和石蠟微球的憎水性和親油性，以聚氨酯海綿為多孔材料，以自主研發(fā)的石蠟微球?yàn)楦男詣?，制備出能夠進(jìn)行連續(xù)油水兩相分離的材料；本發(fā)明利用聚氨酯海綿、硅橡膠和石蠟等原料便宜，制備工藝簡(jiǎn)單，無(wú)污染；該材料的主要特征是孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，構(gòu)成連續(xù)相連的三維多孔結(jié)構(gòu)，比表面積大，對(duì)油相吸附能力強(qiáng)，同時(shí)石蠟微球的加入增加了材料的憎水性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)油水混合物中油相物質(zhì)的連續(xù)、高效的分離；由于本發(fā)明中連續(xù)相連的三維多孔結(jié)構(gòu)組成若干通道，該通道選擇性強(qiáng)，只允許油相通過(guò)，故本發(fā)明與常規(guī)的油水分離材料相比，不再局限于吸附材料自身體積或者吸附量，可連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間使用，無(wú)需再生處理，操作簡(jiǎn)單，使用方便，且能直接連續(xù)地收集油相物質(zhì)，大大簡(jiǎn)化了油相物質(zhì)的回收過(guò)程；本發(fā)明中微米尺度的石蠟微球的制備方法，該法制備的石蠟微球增加了多孔聚合物的憎水性，使通道選擇性高，分離油水效果進(jìn)一步增強(qiáng)。本發(fā)明提供的一種互穿網(wǎng)絡(luò)型表面性能可調(diào)控的多孔聚合物及其制備方法，實(shí)現(xiàn)油相的連續(xù)分離和回收，可顯著提高油污的分離效率以及修復(fù)環(huán)境的效率，且制備成本低廉，工藝簡(jiǎn)單，制備過(guò)程綠色無(wú)污染；在油水兩相分離領(lǐng)域(比如，油輪泄露等)中有廣泛的應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明中石蠟微球的放大照片；
圖2是本發(fā)明中硅橡膠/石蠟微球復(fù)合物對(duì)水的接觸角；
圖3是本發(fā)明多孔聚合物的多孔結(jié)構(gòu)掃描電鏡圖；
圖4是本發(fā)明多孔聚合物的多孔結(jié)構(gòu)的微觀掃描電鏡圖；
圖5是本發(fā)明硅橡膠和石蠟微球質(zhì)量比為10:1的多孔聚合物的應(yīng)力-應(yīng)變測(cè)試圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0019]實(shí)施例1:
如圖1~5所示，互穿網(wǎng)絡(luò)型表面性能可調(diào)控的多孔聚合物，其特征在于:包括:材質(zhì)為多孔材料的主體，所述主體的三維孔狀結(jié)構(gòu)上聚合一層硅橡膠和石蠟微球組成的硅橡膠/石蠟微球復(fù)合物。
[0020]所述多孔材料包括聚氨酯海綿。
[0021]所述硅橡膠的材質(zhì)包括107-2000雙組份室溫硫化硅橡膠。
[0022]107-2000雙組份室溫硫化硅橡膠的生產(chǎn)廠家為濟(jì)南國(guó)邦化工。
[0023]所述石蠟微球?yàn)槲⒚壮叨鹊氖炍⑶颉?br>[0024]互穿網(wǎng)絡(luò)型表面性能可調(diào)控的多孔聚合物的制備方法，其特征在于:包括以下步驟:
S01，將材質(zhì)為多孔材料的主體根據(jù)實(shí)際需要裁剪成適合大小，然后放入烘箱，在110°C干燥I小時(shí)；
S02，按質(zhì)量比稱(chēng)取硅橡膠和石蠟微