苯乙烯改性甘蔗渣高效吸油材料的制备研究.pdf

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1、苯乙烯改性甘蔗渣高效吸油材料的制备研究郑丽娜田鸽(大连海洋大学海洋科技与环境学院，辽宁大连116023)摘要：本文采用接枝共聚法，以苯乙烯作为接枝单体，以过氧化苯甲酰为引发剂、亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，对天然废弃甘蔗渣粉末进行化学改性，确定接技单体、引发剂、交联剂量以及最适合反应时间、温度等条件，从而获得了天然复合高效的吸油材料。关键词：吸油材料；甘蔗渣；改性纤维素材料在自然状态下很容易腐烂分解，即使本身能够作为一种吸油材料，但是若无法长期贮存，也严重削弱其使用能力和范围。此外，纤维素材料在常规堆积过

2、程中，容易聚集成团，堆积密度会发生变化，即刚性或者说硬度不够。若是能对纤维素材料进行简单的处理，一方面减缓其降解的速率，增强硬度，扩张其表面积，另一方面，进一步增加其吸油能力，将是最佳的解决之道。苯乙烯是用苯取代乙烯的一个氢原子所形成的有机化合物，乙烯基的电子与苯环共轭，不溶于水。若将苯乙烯与纤维素材料进行复合反应，既可以增加纤维素本身的疏水亲油性，也同时强化了材料本身的空间结构。因此本文以纤维素为主体，苯乙烯为接枝单体，对甘蔗渣材料进行改性。1材料与方法1．1实验材料原材料取自于某超市的废弃甘蔗渣，

3、将其清洗干净，经烘箱烘干后粉碎，用40目筛子筛选后放入干燥器内备用。1．2实验方法称取定量的甘蔗渣倒入三口烧瓶中，加人纯水，置于恒温磁力搅拌器中。依次加入引发剂过氧化苯甲酰，交联剂亚甲基双丙烯酰胺，以及定量接枝单体苯乙烯，进行反应。实验中整套实验装置置于通风橱中，反应过程中保持氮气的匀速通入。反应结束后，用隔膜真空泵趁热过滤，将滤出的改性材料放入玻璃培养皿中，将其置入60℃的烘箱中24h烘干，烘干后的材料用甲苯进行索氏抽提12h，用乙醇和纯水冲洗数次后，放入60℃烘箱中24h烘干，获得改性材料。2结果

4、与讨论2．1反应温度对材料化学改性的影响将反应时间设定为5h，添加甲基丙烯酸丁酯接枝单体为18mL、引发剂过氧化苯甲酰0．29、交联剂量亚甲基双丙烯酰胺0．029，然后分别在反应温度为30℃、40℃、50％、60℃、70℃、80％条件下，进行接枝共聚反应，并依次测定不同反应温度条件下改性材料的吸油量。鼍、，删累管寐莲掣整30℃40。C50℃60．cT0℃80℃反应暑度图1反应温度对材料(SMC)化学改性的影响从图1可见，改性后材料的吸油量随着接枝共聚反应温度变化而改变，当反应温度为30℃时，改性后材料

5、的吸油量为6．489／g，说明接枝共聚反应没有顺利进行。而随着温度的逐渐升高，改性材料的吸油量也逐渐变大；当温度为40℃时，改性后材料的吸油量达到最大值为18．239幢。而当反应温度继续升高时，改性材料的吸油量不但没有增大，反而逐渐下降，原因可能是由于当反应温度过高时，会加快均聚反应和链的终止反应，从而导致接枝共聚反应速率下降，使得制备的改性后材料的吸油率减小。2．2反应时间对材料化学改性的影响将反应温度设定为50℃，添加甲基丙烯酸丁酯接枝单体为18mL、引发剂过氧化苯甲酰0．29、交联剂量亚甲基双丙

6、烯酰胺0．029，然后分别在反应温度为lh、2h、3h、4h、5h、6h条件下，进行接枝共聚反应，并依次测定不同反应时间条件下改性材料的吸油量。lh2h强4h5h6h反应时目图2反应时间对材料(SMC)化学改性的影响由图2可见，当反应时间为1h时，改性后材料的吸油量为5．72∥g，lh～3h之间改性后材料的吸油效率基本保持不变。而当反应时间达到4h时，改性材料的吸油量达到最大平衡值为2016年5月似摹蓄缓{91如糟埔H垃加86420如掩mM控m86420Q／盒v删累昏寐茸崾掣最18．469／g。之后随

7、着时间的逐渐升高，改性材料的吸油量基本保持不变，这说明接枝共聚反应已经达到最大平衡。2．3接枝单体对材料化学改性的影响将反应温度设定为50℃，反应时间为5h，添加引发剂过氧化苯甲酰0．29、交联剂量亚甲基双丙烯酰胺0．029，然后分别在接枝单体投加量为2mL、4mL、6mL、12mL、18mL、24mL条件下，进行接枝共聚反应，并依次测定接枝单体条件下改性后材料的吸油量。勺≈u酬2mL4mLBmL12mL18mL24mL接枝单体里图3接枝单体量对材料(SMC)化学改性的影响由图3可见，当接枝单体苯乙烯

8、的投加量为2mL时，改性后材料的吸油量为8．599／g。随着接枝单体投加量的逐渐增加，改性后材料的吸油效率也在逐渐升高，当接枝单体量为12mL时，改性后材料的吸油效率达到最大平衡值为17．959／g。当接枝单体量继续加大时，材料SMC的吸油量反而下降，原因可能是由于当接枝单体量逐渐增加时，引发反应物转变成自由基的速率增加，链增长速率加快，接枝率增加；然而当接枝单体量继续加大时，凝胶效应会使接枝共聚反应局部区域生成的均聚链自由基易与接枝链活性端偶合终止，使