[发明专利]一种改性聚合物泡沫材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别涉及一种改性聚合物泡沫材料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着经济的快速发展，漏油事件频发，大量的有机碳氢化合物流入水体，给海洋的生态环境和人类的生存环境造成了严重危害，因此，如何及时处理这些污染物成为紧迫的问题。目前，一些类型的材料如包括Naclo生产的Corexit 9500和Corexit 9527等的分散剂、沉降剂、胶凝剂、燃烧剂、生物降解剂和吸油剂等，已应用于水中的这些污染物的处理。其中，由于吸油剂或吸油材料能将油从水中收集起来并分离，它的应用引起了人们的广泛关注。

按照组成和来源，吸油材料可以分为无机吸油材料、天然吸油材料和合成高分子吸油材料。其中，无机吸油材料如粘土和沸石等，本身不具有吸油性能或吸油性能很弱（M.O.Adebajo，R.L.Frost，et al.Journal of Porous Materials 10:159-170，2003），虽然可以在无机材料表面接上疏水基以改善其吸油性能，但对于凝胶型和多孔型无机吸油材料，其吸油量较低（O.K.Karakasi，A.Moutsatsou.Fuel 89（2010）3966-3970）。天然高分子材料如玉米杆（M.Husseien，A.A.Amer，et al.J.Anal.Appl.Pyrolysis 86（2009）360-363）、棉花、木棉纤维、乳草（R.S.Rengasamy，D.Das，et al.Journal of Hazardous Materials 186（2011）526-532）等，由于具有可再生、来源广泛和富含反应官能团等特点，能通过表面疏水修饰而具有一定的吸油性能，但仍存在吸油量不高的问题（G Deschamps，et al.Environ.Sci.Technol.2003.37.1013-1015），同时其可生物降解的特性使得这类材料难以作为预防材料长时间贮存备用（D.Ceylan，S.Dogu，et al.Environ.Sci.Technol，43（2009），3846-3852）。常见的合成高分子吸油材料主要是吸油树脂，如凝胶型吸油树脂，其通常是由长链丙烯酸酯与像二乙烯基苯（DVB）似的二烯共聚交联得到的产物（Xiao-Ming Zhou，Cheng Zhi Chuai，Journal of Applied Polymer Science，Vol.115（2010），3321-3325），具有较好的疏水性能和吸附性能，但吸油速率低，难以应对突发事件的需求。

而疏水型聚合物无纺材料可以弥补上述凝胶型吸油树脂低吸油速率的不足，如目前已经市场化的包括吸油棉、吸油垫和吸油索等的聚丙烯基吸油材料，根据无纺纤维的直径、孔洞大小以及油品性质不同，其一般可以在几分钟到几十分钟就能快速达到吸收饱和，但是，这类聚丙烯基吸油材料在吸收量上仍较低，一般不会高于15g/g，这在很大程度上限制了其应用。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种改性聚合物泡沫材料及其制备方法，该方法制备的改性聚合物泡沫材料具有高吸油速率和高吸油量，应用价值较大。

本发明提供一种改性聚合物泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：

在脱水剂和酰化催化剂的存在下，将聚乙烯醇缩醛泡沫材料与酰氯在有机溶剂中于25℃~150℃进行取代反应，反应1小时~170小时后，得到改性聚合物泡沫材料；

所述聚乙烯醇缩醛泡沫材料的表观密度为0.04g/cm³~0.09g/cm³，且吸水率为1800%~2800%；所述酰氯为C₁~C₂₂脂肪族一元酰氯或C₇~C₂₀芳香族一元酰氯。

优选的，所述聚乙烯醇缩醛泡沫材料与酰氯的质量比为2：5~20。

优选的，所述酰化催化剂为吡啶、4-二甲氨基吡啶、二乙胺或三乙胺。

优选的，所述酰化催化剂与聚乙烯醇缩醛泡沫材料的质量比为0.2~0.8:2。

优选的，所述脱水剂为4A级分子筛、硅胶、无水硫酸镁、无水硫酸钙或无水硫酸钠。

优选的，所述脱水剂与聚乙烯醇缩醛泡沫材料的质量比为8~15:2。

优选的，所述有机溶剂为二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、乙腈和N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种。

优选的，所述有机溶剂为甲苯、二甲苯、氯苯和四氯化碳中的一种或几种。