脲醛及蜜胺树脂多孔材料的制备及应用研究

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脲醛树脂和蜜胺(三聚氰胺-甲醛)树脂是两种最简单的氨基树脂,具有生产成本低、工艺简单,产品阻燃性能好,热稳定性优异等优点,现广泛地应用于涂料、粘接剂、模塑品、餐具、电器制品等领域。本文以脲醛树脂和蜜胺树脂为基体,根据致孔剂在水、树脂、有机溶剂中的溶解度不同的原理,设计出了溶解度差异法制备脲醛及蜜胺树脂多孔材料。我们提出的溶解度差异法与传统多孔材料的制备方法相比具有以下优点:(1)致孔剂无需被制备成特定的形状与尺寸,直接将其溶解于有机溶剂如丙酮、无水乙醇中,然后加入树脂溶液中,致孔剂由于溶解度的突然降低,在树脂体系中析出晶状颗粒,树脂固化后,将致孔剂移除达到致孔的目的;(2)致孔剂可以回收和重复利用,将致孔剂用有机溶剂移除后,从有机溶剂中分离出来,致孔剂和有机溶剂可以循环使用;(3)多孔材料的制备过程中不产生废酸废碱,不仅降低了生产成本,而且绿色环保;(4)由于不使用强酸强碱来移除致孔剂,所以制备出的多孔树脂材料中含有大量的胺基与亚胺基等活性官能团,有利于多孔材料的接枝改性及实际应用。本文以制备出的脲醛及蜜胺树脂多孔材料为吸附剂,进行吸附重金属离子研究。研究表明,蜜胺与脲醛树脂多孔材料对镉离子的吸附过程符合Langmuir和pseudo-second-order模型。多种干扰例子如Pb(Ⅱ), Cu(Ⅱ), Cr(Ⅲ), Na+和K+等的存在对多孔氨基树脂材料移除镉离子的影响很小,并且,蜜胺与脲醛树脂多孔材料对Pb(Ⅱ), Cu(Ⅱ), Cr(Ⅲ)也具有良好的吸附能力和移除率,除此之外,蜜胺与脲醛树脂多孔材料在经过多次循环使用后依然对镉离子具有良好的移除率和吸附能力。此外,本论文内容还包括蜜胺树脂微球的制备,传统微球的制备过程中使用了大量的分散剂、乳化剂等表面活性剂,但在后续处理过程中难以完全去除,仍有大量表面活性剂包覆在微球表面,影响微球的接枝改性及应用。本论文在不使用表面活性剂下制备出表面光滑、尺寸均一可控的蜜胺树脂微球,并且考察了反应物摩尔比、反应时间、反应温度、原料与水的比例等影响因素对微球形貌、尺寸等性质的影响,所制备出的微球在催化剂载体、吸附等领域具有重大的应用前景。
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