丙烯酸系高性能吸油树脂的合成及性能研究

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论文选用不同的(甲基)丙烯酸酯为单体,采用乳液聚合的方法,合成了四种丙烯酸系吸油树脂,讨论了单体配比、引发剂用量、交联剂的种类及用量、致孔剂用量对合成树脂吸油速率、吸油倍率和保油率的影响,考察了合成树脂对浮油的吸收能力和对油品的选择吸收性,表征了合成树脂的结构,测试了合成树脂的热稳定性。通过对丙烯酸十二酯和丙烯酸丁酯乳液聚合反应过程及乳液性能研究,获得了制备稳定的聚丙烯酸乳液的工艺条件。当选用预乳化半连续乳液聚合工艺,乳化剂选用质量比为1:1的十二烷基硫酸钠(SDS)和壬基酚聚氧乙烯醚(OP-10),加量为单体质量的2%,搅拌速度控制在190rpm,聚合反应温度为80℃,油水比为1:1时,丙烯酸十二酯和丙烯酸丁酯的乳液聚合过程及所得乳液稳定。分别以丙烯酸十二酯(LA)和丙烯酸丁酯(BA)及甲基丙烯酸十八酯(SMA)和丙烯酸甲酯(MA)为原料,通过乳液聚合法,合成了P(LA/BA)和P(SMA/MA)两种树脂,研究了相关因素对P(LA/BA)和P(SMA/MA)树脂吸油性能的影响。结果表明,当单体n(BA):n(LA)=3:1,以单体质量为基准,交联剂二乙烯基苯(DVB)用量2%,引发剂过硫酸铵(APS)用量2%,致孔剂乙酸乙酯用量50%时,合成的P(LA/BA)对脂对煤油、甲苯、四氯化碳的吸油倍率分别为7.12g/g、18.10g/g和33.39g/g。当单体m(SMA):m(MA)=1:2,以单体质量为基准,DVB用量1%,APS用量4%,致孔剂三氯甲烷用量45%时,合成的P(SMA/MA)树脂对煤油、甲苯、四氯化碳的吸油倍率分别为9.16g/g、28.35g/g和45.12g/g。合成的P(LA/BA)和P(SMA/MA)丙种树脂保油率均达90%,表现出良好的吸油性能。在P(SMA/MA)分子中尝试引入单体苯乙烯,合成了P(SMA/MA/St)树脂,通过正交试验确定了P(SMA/MA/St)j对脂的最佳合成工艺条件。当单体m(SMA+MA):m(St)=85:15、(其中m(SMA):m(MA)=1:2),以单体质量为基准,APS用量3.8%,DVB用量0.9%,致孔剂三氯甲烷用量45%、乳化剂(SDS/OP-10)用量2.0%时,合成的P(SMA/MA/St)树脂对煤油和甲苯的吸油倍率分别是10.17g/g和29.36g/g。在P(SMA/MA/St)三元聚合的工艺基础上,进一步引入长链丙烯酸酯单体,发现第四单体的引入可以提高多元共聚丙烯酸树脂的吸油性能。其中丙烯酸十二酯的加入,显著提高了树脂对煤油的吸收性能;丙烯酸十六酯(HA)的加入,提高了树脂对甲苯的吸收性能。当单体配比m(SMA+MA+St):m(HA)=88:12时,合成的四元共聚丙烯酸树脂对煤油、甲苯、四氯化碳的吸收倍率分别为15.78g/g、35.51g/g和51.08g/g,并且对水面浮油吸收能力强,热分解温度为350℃。
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