改性天然材料复合丙烯酸酯系高吸油树脂的合成及吸附性能研究

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本课题的目的是研究出一种具有较高吸油倍率的高吸油树脂。本论文以丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸丁酯为反应单体,用三种不同的改性剂对贝壳粉和壳聚糖进行疏水改性,合成了改性贝壳粉复合丙烯酸酯系高吸油树脂和改性壳聚糖复合丙烯酸酯系高吸油树脂。选择贝壳粉和壳聚糖这两种天然材料作为研究对象,选取乙烯基三乙氧基硅烷(A151)、十二烷基磺酸钠(SDS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)三种不同类型的表面活性剂分别对两种粉体进行疏水改性。通过疏水性测试和红外分析研究不同种类改性剂对粉体的疏水性能的影响。采用悬浮聚合的方法,加入改性的疏水贝壳粉来提高复合树脂的吸油倍率。过氧化苯甲酰为引发剂、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、乙酸乙酯为致孔剂、选择聚乙烯醇作为分散剂,整个反应是在氮气保护下进行的。对复合树脂进行了单因素分析、动力学拟合、热重分析、SEM表征,得知复合树脂在最佳条件下对CCl4的吸油倍率是29.6g/g,动力学模型符合准二级动力学模型。采用悬浮聚合方法合成了改性壳聚糖复合丙烯酸酯系高吸油树脂。用A151改性壳聚糖,通过单因素分析和正交试验确定了最佳合成工艺:当反应时间为1h,微波反应功率为100W,单体配比为n(BMA):n(BA)=1:1.5,交联剂用量为单体总量的1.0%,引发剂用量为单体总量的2.0%,分散剂用量为单体总量的10%,改性壳聚糖用量为单体总量的1.0%,制孔剂乙酸乙酯的用量为单体总量的50%。在最佳工艺下复合树脂在CHCl3、CCl4、甲苯中的最大吸油倍率分别是52.95g/g、44.74g/g、28.73g/g。壳聚糖复合数据呈现大孔微球结构,体积膨胀率达到50倍左右,对CCl4的吸附过程较符合准一级动力学模型。
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