1、.高吸油樹脂材料的研究進展班級： 姓名： 學號： 成績：摘要介紹了高吸油樹脂的分類和性能。系統闡述了高吸油樹脂的合成方法，討論了單體，引發劑，交聯劑和分散劑對高吸油樹脂吸油性能的影響，并對未來的發展趨勢進行了展望。關鍵詞高吸油樹脂，功能高分子材料，合成前言高吸油樹脂作為一種新型的功能高分子材料具有吸油種類多、吸油速率快、吸油倍率高、吸油而不吸水等特點，擁有廣闊的應用前景，其開發與研制越來越受到人們的重視。1 吸油材料的分類吸油材料根據其材料來源可分為有機和無機兩類，而根據吸油機理的不同又可分為吸藏型、凝固型(凝膠化型) 和自溶脹型1 。高吸油性樹脂又可根據合成單體分為兩大類2 ：一是丙烯酸酯類

2、樹脂。丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯是常見合成單體，原料易得且聚合工藝較為成熟，可選用的酯以8個碳以上的烷基酯35 為主，還有壬基酚酯以及2-萘基酯6 等。為了改進材料的內部結構，也常用丙烯酸乙酯或丁酯作為共聚單體。另一類是烯烴類樹脂。烯烴分子內不含極性基團，該類樹脂對各種油品的親和性能更加優越。尤其是長碳鏈烯烴對各種油品均有很好的吸收能力，成為國外研究的新熱點。吸油材料的分類及特性見表1 。吸油速率與保油能力是高吸油樹脂重要性能指標。其吸油速率一般較慢，且依賴于油的粘度、單位重量樹脂的表面積、樹脂的形態、溫度等因素。例如，粒徑數百微米的粒狀樹脂吸收高黏度油時約需10h才能飽和，而吸低黏度油10min

3、就可以了。溫度對吸油速度影響很大，溫度升高，油的擴散速度增加，吸油速度加快，反之亦然。表1 高吸油樹脂的分類及特性2 高吸油樹脂的合成及研究進展高吸油樹脂是以親油類單體通過交聯劑經適度交聯而合成的低交聯聚合物，常見的高吸油樹脂主要有丙烯酸酯類樹脂和烯烴類樹脂兩大類。丙烯酸酯類樹脂是以丙烯酸酯類單體聚合得到的高吸油樹脂，親油基(酯基) 和油分子的相互親合作用而吸油是該類吸油樹脂的設計依據。酯基鏈越長則親油能力越強。朱秀林等3 ,7 以甲基丙烯酸十二酯與甲基丙烯酸丁酯為單體，或用甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸乙酯代替甲基丙烯酸丁酯，并以二丙烯酸1 ,4-丁二醇酯或二丙烯酸1 ,6-己二酯為交聯劑，B

4、PO為引發劑，水為分散相，通過懸浮聚合制備的高吸油性樹脂，可吸收其自身重量11倍左右的煤油、16倍左右的苯。蔣必彪等5 以丙烯酸-2-乙基己酯和甲基丙烯酸丁酯為單體、二丙烯酸1 ,4-丁二醇酯為交聯劑、BPO為引發劑，采用懸浮聚合法制得了內部具有小孔、外形呈蓬松狀的粒狀吸油樹脂，可吸收其自身重量10.2倍的煤油、18.8倍的苯。日本三井油化學工業公司 8 ,9 用甲基丙烯酸單體與二乙烯基苯交聯，得到溶解度在8.9g以上的交聯聚合物，是一種極性的樹脂。日本村上公司10 的產品是用三異丙苯基過氧化物交聯的醋酸乙烯-氯乙烯共聚體，也是一種極性樹脂；日本觸媒化學工業公司采用丙烯酸類單體為原料，制得側鏈

5、上有長鏈烷基的丙烯酸酯低交聯聚合物，是一種中等極性樹脂。烯烴類樹脂不含極性基團，對油品的親合性能更加優越，尤其是長碳鏈烯烴對各種油品均有很好的吸收能力，已成為國內外研究的新熱點。美國道康公司11 通過烷基苯乙烯與二乙烯基苯聚合得到的交聯聚合物，是一種非極性的高吸油性樹脂。通過叔丁基苯乙烯與二乙烯基苯在聚異丁烯基材中共聚，-烯烴和順丁烯二酸共聚以及其羧基的功能化修飾，或加入帶有反應性基團的樹脂加熱而形成交聯聚合皆可得到高吸油性樹脂，但因高碳烯烴來源較少故還處在研發階段。另外，通過纖維素的改性也可以制備高吸油樹脂。馬希晨等12 以甲苯為溶劑、對甲苯磺酸作催化劑，通過纖維素和癸二酸反應合成了吸油樹脂

6、。借助正交試驗，發現纖維素和癸二酸投料比為18及反應8h，則為制備纖維素交聯癸二酸正丁酯的最佳條件。所得吸油樹脂吸油后不易滴淌，為包藏型高吸油樹脂。孫曉峰等13 利用稻草纖維為主要原料與乙酸酐發生酯化反應，生成了一種纖維素酯類的高效吸油材料。3 影響高吸油性樹脂性能的因素3. 1 單體的影響首先，單體的極性直接影響著樹脂對油品親和力的大小，對樹脂的吸油率起著決定性的作用。當樹脂與油品的溶度參數3 相近時，樹脂達到最大吸油率。就丙烯酸酯類樹脂而言，一般說來，單體的碳鏈越長則對非極性油品的吸收性能越好。但也有文獻指出若酯基的鏈越長，吸油率也將下降，這與樹脂的有效網絡容積有關。其次，單體的空間結構決

7、定了樹脂的內部微孔的數量和大小，對油品選擇性有很大的影響。一般來說，選擇多支鏈的單體可有效地提高樹脂內微孔的數量，但它對聚合性能的影響也不可忽視，需綜合考慮。最后，選用適當的共聚單體也可改進樹脂的親和性能及內部結構，是改善樹脂性能的有效手段。3. 2 交聯劑的影響高吸油性樹脂中最常見的是化學交聯。選用的交聯劑以含2個不飽和鍵以上的烷烴，芳烴或丙烯酸酯類為主。交聯劑的用量對樹脂性能有很大影響，決定了樹脂交聯度和交聯密度14 的大小，從而決定了三維交聯網狀結構的伸展能力。當交聯劑用量較大時，交聯點間的鏈段較短致使活動范圍較小、剛性較大，樹脂的溶脹能力很差，影響吸油效果；當交聯劑用量太低時，樹脂可能

8、會溶于油中，不利于回收和使用。因此，應在不影響使用的前提下盡可能降低交聯劑的用量。交聯劑的結構則決定了樹脂網狀結構的大小及形狀。樹脂網絡空間的大小及形狀應與油品分子相適應，并非交聯劑的鏈越長越好4 。因此，交聯劑的選擇應根據目標油品的分子特性來選擇。3. 3 引發劑及其濃度的影響選用的引發劑一般為油溶性引發劑，如過氧化苯甲酰(BPO) 或偶氮二異丁晴(AIBN)。引發劑的類型對樹脂的性能影響不是很大，所以應對其濃度和用量進行更多的研究。在自由基聚合中，引發劑的用量對分子量和交聯度有很重要的影響，隨著引發劑濃度的增加，樹脂的吸油率會有峰值出現然后逐漸降低14 。因為引發劑用量過大則導致交聯度增加

9、和分子量降低，故吸油率下降。但引發劑用量過小則反應速度較慢，交聯度過小，吸油率也會減少。3. 4 分散劑的影響分散劑的主要作用是使樹脂在聚合過程中形成穩定、均勻的顆粒，決定著樹脂的顆粒大小，同時對轉化率及分子量也有間接的影響。因此選用合適的分散劑及其用量，不僅能降低生產成本，還能減少樹脂的分散劑殘余量，對提高產品的吸油速率起著重要的作用。成本較高的吸油樹脂的重復使用具有經濟及環保意義，這也是目前研究的熱點之一。馬俊濤等15 對吸油樹脂進行了回收和重復吸油實驗研究。其回收方法是將吸過油的樹脂放在真空干燥箱中進行脫附。結果表明，經干燥的樹脂重新用于吸油時，其吸油倍率降低很多。曹愛麗等16 利用乙醇

10、蒸餾的方法進行樹脂的再生，取得了很好的脫附效果，且再生樹脂較原來樹脂吸收能力更強。4 展望高吸油樹脂克服了傳統吸油材料的缺點，具有吸油種類多，不吸水，體積小，回收方便，受壓不漏油等優點，所以在環保方面有廣闊的發展前景。但吸油倍率低和吸放油可逆差的缺點，阻礙了其進一步發展。改進合成工藝、改變單一化學交聯方式、在單一化學交聯中引進物理交聯 13 來改善高吸油樹脂的交聯網絡，以及選擇價格適中的單體來降低樹脂的成本等，都是人們進行的有益嘗試。纖維素是地球上最豐富的可再生資源之一，價格低廉。纖維素大分子鏈上的許多羥基，具有較強的反應性能和相互作用性能。通過纖維素的酯化合成各種吸油樹脂，具有吸油和自然降解

11、的雙重環保效果，有著廣闊的開發前景。參考文獻 1 方洞浦, 朱愛平, 任尚坤. 高吸油樹脂 J . 周口師專學報, 1995 ,12 (2) . 2 費曉峰, 張季爽. 高吸油樹脂的研究進展J . 現代化工, 1998 ,(1) :13215. 3 朱秀林, 徐冬梅, 龐愛東. 高吸油性樹脂的合成及性能研究J . 高分子材料科學與工程, 1995 11 (1) :19223. 4 路建美, 朱秀林. 二元共聚高吸油性樹脂的合成及研究J . 高分子材料科學與工程, 1995 ,11 (2) :41245. 5 蔣必彪, 朱亮, 陳小彥. 高吸油性樹脂的合成與性能,高分子材料科學與工程, 1996

12、 ,12 (6) :25228. 6 特開昭. 042358825 ; 072116512 ; 042322742 ; 052222358 ; 052105729 ;072133383. 7 路建美, 朱秀林, 陳良. 甲基丙烯酸酯高吸油性能樹脂的研究J . 石油化工, 1995 ,24 (3) :1762179. 8 特開昭 50215882. 9 特開昭 50294092. 10 村上謙吉. J , 1989 ,18 (22) :13. 11 特開昭 45227081. 12 馬希晨, 宋輝, 王春俏, 聶新衛. 改性纖維素合成高吸油樹脂的工藝條件及吸油效果J . 大連輕工業學院學報, 2

13、003 ,22 (4) :2562258. 13 Sun Xiao-Feng , Sun Run-Gang , Sun Jing-Xia. Acetylation of rice straw with or without catalysts and its characterization as natural sorbent oil spill cleanup J . Journal of Agriculture and Food Chemistry ,2002 ,50 ,642826433. 14 Shan Guo-Rong ,Xu Ping-Ying ,Weng Zhi-Xue ,et al . Synthesis and properties of oil absorption