[發明專利]一種聚丙烯酸酯/木質素復合吸油材料的制備方法

有效

• 申請號: 201410036201.7
• 申請日: 2014-01-26
• 公開（公告）號: CN103772627A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 馬艷麗;王慧敏;方桂珍;李金苑;代俊秀;趙利利
• 申請（專利權）人: 東北林業大學;馬艷麗;王慧敏
• 主分類號: C08F289/00
• 分類號: C08F289/00;C08H7/00;C09K3/32
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技術領域

本發明涉及一種聚丙烯酸酯/木質素復合吸油材料的制備方法，屬于功能性高分子合成材料領域。

背景技術

環境保護研究領域中對于油輪漏油造成海面油品污染，需要快速、廉價、有效的吸油材料完成油品吸附、回收工作。高吸油樹脂因吸油種類多、吸油量大、回收方便、保油能力強的特點廣泛用于環境保護。該樹脂主要分為2類：一是丙烯酸烷基酯類樹脂，另一類是烯烴類樹脂。烯烴類樹脂是非極性樹脂，對非極性油品的吸油高，但合成該樹脂的原料一般由價格較高的α-長鏈烯烴類和長鏈烷基苯乙烯類單體合成，聚合能力較差，不易制備吸油性能優良的高吸油樹脂。

高吸油樹脂結構的特點是低三維網狀化學交聯結構的體型聚合結構，設計高吸油樹脂通常選用丙烯酸烷基類樹脂作為原料，但在實際工作中發現存在吸水、吸油性能互相具有互相干擾的現象，在處理油輪漏油造成海面油品污染的問題中存在水與油競爭吸附的問題，本項目通過引入無定形疏水結構的木質素與聚丙烯酸接枝共聚，目的是改變降低三維網狀化學交聯程度，提高樹脂吸油效率，提高樹脂對油品的競爭吸附速率。該制備工藝簡單，價格低廉。

木質素的加入賦予聚丙烯酸接枝木質素保水樹脂可生物降解的性能并降低聚丙烯酸樹脂的應用成本。我國因木材資源缺乏，造紙工業原料約86%為農作物秸稈和草類，因而草類造紙產生的木質素是我國工業木質素的主要成分。相對于天然木質素，該木質素苯基丙烷結構單元內甲氧基和單元間的C-O-C、C-C鏈接數量增加，羥基含量降低，導致該木質素化學改性困難。因此我國木質素的工業化應用很難直接借鑒國外木質素利用技術。目前，我國每年只有約6%的工業木質素（主要是木質素磺酸鹽）得到了高值利用。超過90%的由制漿廢液中提取的木質素只能作為廢棄物處理，濃縮后燒掉或直接排入江河，因此，開拓木質素在新技術、新材料、新能源中的應用已引起廣泛關注。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種木質素與丙烯酸烷基酯接枝共聚制備高吸油材料的方法，該方法以我國造紙工業在制漿過程中由堿法操作工藝產生的黑液中提取的工業木質素為原料，以木質素和丙烯酰氯制備木質素丙烯酸酯A，將A、丙烯酸短鏈烷基酯和丙烯酸長鏈烷基酯單體均勻混合，加入引發劑和交聯劑進行共聚得到粗產物B，以2種及2種以上有機溶劑和水進行洗滌B后，冰凍干燥制得聚丙烯酸酯/木質素復合吸油材料C。由于該木質素結構特點是甲氧基含量高，因此該木質素是一種空間網狀疏水材料，本發明將木質素丙烯酸酯與丙烯酸酯共聚達到解決避免聚丙烯酸酯復合材料吸水、吸油性能互相干擾。

本發明涉及的聚丙烯酸酯/木質素復合吸油材料包括木質素丙烯酸酯的合成、木質素高吸油共聚和純化洗滌三個步驟，其特征在于：

(1)木質素丙烯酸酯的合成：0℃條件下，將1wt%三乙胺滴入木質素的溶劑/水混合溶液中，滴加丙烯酰氯（丙烯酰氯與木質素中羥基的摩爾比為2:1），直到體系產生最大沉淀量結束反應，以無水乙醇洗滌3次得到木質素丙烯酸酯A；

(2)共聚反應：以一定摩爾比例將A、丙烯酸短鏈烷基酯和丙烯酸長鏈烷基酯單體均勻混合，以去離子水配成0.25%～3.0%（W/V）的溶液加入100mL的三口瓶中（中間接回流冷凝器），加入2wt%-6wt％引發劑、交聯劑并攪拌均勻后通3min氮氣，然后在70℃下聚合，聚合反應完成后傾去溶液，得到固體物質為木質素高吸油產物B；

(3)純化洗滌：將B依次用丙酮、乙醇和大量去離子水洗滌3次，然后中真空冰凍干燥制得聚丙烯酸酯/木質素復合吸油材料C。

上述木質素可以是造紙工業廢液中提取的木質素、木質素磺酸鹽或由秸稈、麥草中分離制備的精制純化的木質素。

上述有機溶劑包括二氯甲烷、乙醇、二甲基亞砜、四氫呋喃、丙酮、二氧六環中的一種及一種以上的有機混合溶劑。

上述丙烯酸短鏈烷基酯是側鏈長度在甲基和十二烷基之間的聚合單體，可以是甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯中的一種及一種以上的混合物。上述丙烯酸長鏈烷基酯可以是丙烯酸十六酯、丙烯酸十八酯。

上述聚合引發劑可以是聚合引發劑為半衰期在0.1～10h范圍內的引發劑，加入聚合引發劑時，聚合單體的初始溫度在-10～0℃，并且加入聚合引發劑要在緩慢攪拌的條件下進行，引發劑加入時間控制在0.5～2h之間。聚合引發劑可以過氧化苯甲酰、偶氮二異丁腈的一種及一種以上的混合物。