[发明专利]一种超疏水聚氨酯海绵的制备方法

说明书

本发明涉及一种超疏水聚氨酯海绵的制备方法；采用界面聚合和单分子层吸附的方法来改性聚氨酯海绵以制得超疏水海绵，即在两种互不相溶，分别溶解有两种单体的溶液的界面上或界面有机相一侧进行的缩聚反应形成一层聚合膜以固定微纳米颗粒来创造粗糙表面，接着在聚合膜上通过共价键嫁接上单分子层的低表面能物质，从而制备出超疏水聚氨酯海绵。本发明制备工艺简单，条件温和室温即可操作，不需要特殊仪器设备。所用改性原料廉价易得，材料制备成本低。所制备的材料具有高选择性，高吸油能力，且能多次重复利用，耐用性强。材料机械性能好，弹性高，被压缩至80％后仍能迅速恢复原样，用于吸收浮油时能够压缩回收油品。

技术领域

本发明涉及一种超疏水聚氨酯海绵的制备方法。具体涉及一种以廉价易得的聚氨酯海绵，通过简单的方法改性得到高吸油率的超疏水海绵的方法。

背景技术

随着石油需求量的增加和工业化程度的升高，各种油类污染现象愈加严重，不论是海上石油泄漏还是工业含油污水排放引起的水体污染都对生态环境造成了巨大的破坏。开发研究新型的吸油材料引起了科研人员的注意。具有超疏水性和超亲油性的固体弹性多孔材料是拥有巨大应用潜力的新型材料。目前制备超疏水海绵的方法包括多巴胺聚合包裹，聚硅氧烷表面吸附，纳米银颗粒修饰等，均取得了不错的效果，所制得的材料与水的接触角均达到了150°以上，但同时这些制备方法存在制备工艺复杂，原料昂贵，耐用性差等问题。因此，采用更简单温和的制备工艺和廉价的原料来制备高吸油率，高耐用的超疏水聚氨酯海绵十分必要。

发明内容

本发明的目的在于针对目前超疏水吸油材料的制备缺陷，提供一种工艺简单，廉价易得且适用于工业化生产的超疏水超亲油聚氨酯海绵的制备方法。

本发明的目的是通过如下措施来达到：

一种超疏水聚氨酯海绵的制备方法；其步骤如下：

1)先将商品聚氨酯海绵用水或乙醇分别超声清洗，以除去海绵内部的污染物，干燥；

2)将干燥后的海绵在室温下浸泡入溶解分散有水相单体和微纳米颗粒的水相溶液反应；取出置于空气中晾放；

3)将步骤2)晾放后的海绵再放入溶解有油相单体的油相溶液中反应；取出置于空气中晾放；

4)将步骤3)晾放后的海绵再次放入步骤2)的水相溶液反应，取出真空干燥；

5)将步骤4)干燥后的海绵浸泡于长碳链的疏水物溶液中，用相应疏水物溶液的溶剂洗净后烘干，制得超疏水超亲油海绵。

或调整一下聚氨酯海绵浸泡溶液的顺序,采用步骤如下：

1)将商品聚氨酯海绵用水或乙醇分别超声清洗，以除去海绵内部的污染物，干燥；

2)将干燥后的海绵在室温下浸泡入溶解有油相单体和微纳米颗粒的油相溶液反应，取出置于空气中晾放；

3)将步骤2)晾放后的海绵再放入溶解有水相单体的水相溶液反应，取出后用去离子水清洗去除物理吸附的物质后再真空干燥；

4)将步骤3)干燥后的海绵浸泡于长碳链的疏水物溶液中，用疏水物溶液的溶剂洗净烘干，制得超疏水超亲油海绵。

采用界面聚合和单分子层吸附的方法来改性聚氨酯海绵以制得超疏水海绵，即在两种互不相溶，分别溶解有两种单体的溶液的界面上或界面有机相一侧进行的缩聚反应形成一层聚合膜以固定微纳米颗粒来创造粗糙表面，接着在聚合膜上通过共价键嫁接上单分子层的低表面能物质，从而制备出超疏水聚氨酯海绵。

本发明所改性制备的海绵骨架由原来的光滑表面变为粗糙带颗粒的表面，颗粒粒径在0.2-5um，界面聚合层厚度在0.5-2um，海绵孔道直径由300～500微米缩小到298～498um。未改性的海绵微观结构和与水的接触角值如图1所示，改性后的海绵微观结构和与水的接触角值如图2所示。