甲基丙烯酸酯系树脂和改性三聚氰胺海绵制备与除油效能研究

发布时间：2017-04-13 21:42

  本文关键词：甲基丙烯酸酯系树脂和改性三聚氰胺海绵制备与除油效能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：渔船集中停泊区的渔船在码头加油、检修、锚泊等过程中会泄露以柴油为主的油品,这些泄露的油品若不及时处理,一方面会恶化水体水质,另一方面也会影响水体中动物和植物的正常生长。本文研发了两种用于吸附水面浮油的材料,实现对渔船集中停泊区水面浮油有效去除。本文首先采用悬浮聚合法制备出甲基丙烯酸吸油树脂,考察了各因素对树脂吸油倍率的影响规律,确定最佳合成配比。在最佳合成配比条件下制备的吸油树脂在10分钟内对柴油的吸油倍率可达10.40g/g,且树脂经过9次重复使用后对柴油的吸油倍率达2.5g/g。本文以三聚氰胺海绵为基体,采用原位生长法使钴附着在海绵表面,实现三聚氰胺海绵表面粗糙化,再以十八烷基三氯硅烷进行硅烷化疏水处理,获得超疏水产品。在原位生长的过程中,初始Co(NO3)2·6H2O溶液浓度过高会使生成的钴单质堵塞三聚氰胺海绵内部的三维网状空隙,导致改性海绵的吸油倍率降低；过低则会降低海绵的疏水性能。本文考察不同初始浓度下Co(NO3)2·6H2O溶液对改性海绵性能的影响,确定了最佳浓度为5mmol/L。研究表明,十八烷基三氯硅烷在乙醇溶液中首先发生水解,生成硅氧烷醇水解产物,其后水解产物与海绵骨架上的仲胺基团结合,使疏水性的硅氧烷基团结合在海绵表面,实现对海绵的硅烷化疏水改性。然而,十八烷基三氯硅烷的水解产物含有腐蚀性的盐酸,因此需要控制硅烷化时间以避免海绵被腐蚀,本文考察了不同硅烷化时长,确定了最佳的硅烷化时长为5min。本文实验结果表明,制备的改性三聚氰胺海绵对水的接触角为157。,对水中柴油吸附倍率为53.23g/g,水的吸附倍率仅为1.67g/g。改性海绵重复使用50次后,对油水混合物中柴油的吸附倍率仍可达47.63g/g,对水的吸附倍率仅为3.38g/g。表明改性后的三聚氰胺海绵对柴油具有较高的吸附倍率、良好的油水选择性能和重复利用性能。
【关键词】：水面浮油 吸油树脂 三聚氰胺海绵 疏水改性 吸油倍率
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X736.3
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1. 绪论8-20
• 1.1 课题来源与研究背景8-9
• 1.1.1 课题来源8
• 1.1.2 研究背景8-9
• 1.2 吸油材料的研究进展9-18
• 1.2.1 吸油树脂的研究进展9-10
• 1.2.2 具备特殊浸润性能超疏水吸油材料的研究进展10-18
• 1.2.2.1 超疏水不锈钢网/无纺布11-14
• 1.2.2.2 超疏水气凝胶/纤维材料14-15
• 1.2.2.3 超疏水海绵15-18
• 1.3 本文主要研究内容18
• 1.4 技术路线图18-20
• 2. 材料与方法20-24
• 2.1 实验材料和仪器设备20-21
• 2.2 材料吸油倍率测试方法21-22
• 2.2.1 吸油树脂的制备21
• 2.2.2 树脂吸油倍率测试方法21-22
• 2.2.3 吸油树脂的再生方法22
• 2.3 超疏水三聚氰胺海绵的制备22-24
• 2.3.1 超疏水三聚氰胺海绵的制备22
• 2.3.2 超疏水三聚氰胺海绵吸油吸水倍率测试方法22-23
• 2.3.3 超疏水三聚氰胺海绵的再生方法23-24
• 3. 吸油树脂的制备与效能研究24-32
• 3.1 吸油树脂的制备与最佳合成工艺的确定24-28
• 3.1.1 最佳单体比例的确定24-25
• 3.1.2 最佳交联剂用量的确定25
• 3.1.3 最佳分散剂用量的确定25-26
• 3.1.4 最佳引发剂用量的确定26-27
• 3.1.5 最佳反应温度的确定27-28
• 3.2 吸油树脂的表征28-29
• 3.3 吸油树脂的效能研究29-31
• 3.3.1 最佳合成条件下树脂对各油品的吸油倍率29-30
• 3.3.2 树脂的重复使用性能测试30-31
• 3.4 本章小结31-32
• 4. 超疏水三聚氰胺海绵的制备与效能研究32-49
• 4.1 超疏水三聚氰胺海绵的表征32-36
• 4.1.1 扫描电子显微镜(SEM)测试32-33
• 4.1.2 傅立叶变换红外光谱(FT-IR)测试33-34
• 4.1.3 X射线光电子能谱(XPS)测试34-35
• 4.1.4 静态接触角测试35-36
• 4.2 海绵改性机理及反应条件对疏水性能的影响研究36-43
• 4.2.1 超疏水三聚氰胺海绵表面粗糙化机理38
• 4.2.2 超疏水三聚氰胺海绵硅烷化机理38-40
• 4.2.3 反应物浓度对超疏水三聚氰胺海绵疏水性能的影响40-42
• 4.2.4 硅烷化时间对超疏水三聚氰胺海绵疏水性能的影响42-43
• 4.3 超疏水三聚氰胺海绵吸油的效能研究43-47
• 4.3.1 三聚氰胺海绵改性前后浸润性能的研究43-45
• 4.3.2 超疏水超亲油三聚氰胺海绵油水分离性能研究45-47
• 4.4 超疏水吸油材料重复利用性能研究47-48
• 4.5 本章小节48-49
• 5. 结论49-50
• 参考文献50-55
• 个人简介55-56
• 导师简介56-57
• 获得成果目录清单57-58
• 致谢58

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