[發(fā)明專利]一種聚氨酯纖維素復(fù)合油水分離熱絕緣氣凝膠的制備方法

有效

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• 申請日: 2019-05-22
• 公開（公告）號: CN110204883B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 付宇;蔡晨陽
• 申請（專利權(quán)）人: 南京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08L75/04
• 分類號: C08L75/04;C08L1/04;C08J9/28;C08B15/05;B01D17/022
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發(fā)明公開了一種聚氨酯纖維素復(fù)合油水分離熱絕緣氣凝膠的制備方法，包括將無水乙醇和去離子水進(jìn)行混合后，再采用超聲分散得到澄清透明的復(fù)合溶液A；向復(fù)合溶液A中加入硅烷偶聯(lián)劑與微晶纖維素，調(diào)節(jié)pH值，進(jìn)行高速球磨反應(yīng)得到復(fù)合溶液B；過濾復(fù)合溶液B，得到濾渣；將濾渣冷凍干燥得到功能化的微晶纖維素；向水性聚氨酯分散液中加入功能化的微晶纖維素，得到復(fù)合溶液C；將復(fù)合溶液C進(jìn)行冷凍干燥，得到復(fù)合材料A；將復(fù)合材料A進(jìn)行冰晶的揮發(fā)得到聚氨酯纖維素復(fù)合油水分離熱絕緣氣凝膠；解決了現(xiàn)有技術(shù)中氣凝膠材料力學(xué)性能低、油水分離效果差的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種功能高分子氣凝膠材料的制備方法，具體涉及一種聚氨酯纖維素復(fù)合油水分離熱絕緣氣凝膠的制備方法。

背景技術(shù)

隨著人們開發(fā)地球資源的加劇，海洋污染變得日益嚴(yán)重。在眾多污染中，油類污染顯得尤為突出。水上油類污染不僅使大量魚蝦及其它水生生物死亡，同時水體表面的凝結(jié)油可能會引起燃燒而產(chǎn)生安全問題；更為嚴(yán)重的潛在危害是，石油不僅污染表層水體，同時也對水生動植物產(chǎn)生危害，而且石油還會通過固體顆粒的吸附作用沉積到水底，逐漸積蓄于底棲生物體內(nèi)，從而通過食物鏈危害人類健康。為了保護(hù)我國的生態(tài)環(huán)境、防止污油的污染，制備高效吸油材料及油水分離材料對污染的水體進(jìn)行油水分離的應(yīng)用研究，具有重大的現(xiàn)實意義和科研價值。目前國內(nèi)外通行的治理及回收石油的技術(shù)包括：化學(xué)處理法、生物處理法、物理處理法等，其中吸附法由于其具有很快的吸油速率、便于回收及重復(fù)利用、無毒性，不容易產(chǎn)生二次污染是解決水體油污染的最佳方法。

在眾多的模板材料中，聚氨酯由于其價格低廉、吸附效率好、孔徑可調(diào)等優(yōu)點制備油水分離材料在解決水體污染領(lǐng)域顯示出巨大的優(yōu)勢，但是聚氨酯材料通常是親水的，并且力學(xué)性能較差，如何對其進(jìn)行改性賦予其疏水性能和改善其力學(xué)性能是丞待解決的問題。眾所周知，表面的潤濕性與材料表面的化學(xué)組成及形貌有關(guān)。制備超疏水超親油材料的。方法有兩種，一種是在疏水表面構(gòu)建粗糙的形貌，二是用低表面能的化學(xué)物質(zhì)修飾粗糙的表面；表面改性是指在不改變材料及其制品本體性能的前提下，賦予其表面新的性能。對于現(xiàn)有天然有機(jī)材料或者合成有機(jī)材料進(jìn)行改性，是制備新型吸油材料的一種快速有效的手段。目前，制備超疏水超親油表面的方法有很多，包括接枝改性、浸涂、靜電紡絲、化學(xué)氣相沉積、表面涂覆等。但是，這些方法存在許多缺點，比如反應(yīng)時間長，反應(yīng)活性低、涂層易剝落、催化劑毒性等一些問題限制了廣泛的應(yīng)用。因此，需要開發(fā)一種普適性的方法去構(gòu)造表面超疏水的形貌。最新的研究表明，定向冷凍干燥技術(shù)和不僅夠賦予材料表面不同的粗糙度，改變材料的表面形貌，而且能夠調(diào)控材料內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。但是冷凍干燥和自組裝過程是一個非常復(fù)雜的過程，涉及水分子和物質(zhì)之間的界面作用力從而影響產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)和形貌，如何精準(zhǔn)操控冷凍干燥和自組裝過程以獲得需要的結(jié)構(gòu)形貌是一個挑戰(zhàn)。功能化的纖維素可以作為一種結(jié)構(gòu)改性劑去調(diào)節(jié)冷凍干燥和自組裝中纖維素和水分子之間的作用力從而去控制材料內(nèi)部和表面形貌的產(chǎn)生。目前，大多數(shù)功能化纖維素的方法集中在接枝聚合、等離子體改性、乙酰化反應(yīng)等，但是這些方法存在一定的局限性，如何開發(fā)出一種新型的綠色的功能化纖維素的方法一直是困擾纖維素學(xué)術(shù)界的一大問題。迄今為止，以生物質(zhì)纖維素作為增強(qiáng)材料從而去提高聚合物的物理化學(xué)性能已經(jīng)取得一定的進(jìn)展，但是如何將纖維素作為結(jié)構(gòu)改性劑不僅去改善力學(xué)性能而且能操控材料表面潤濕性能，以獲得力學(xué)性能優(yōu)異的高效油水分離材料是非常有意義的課題，這樣不僅能夠高附加值的利用纖維素，而且能夠拓寬材料的應(yīng)用領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有氣凝膠材料力學(xué)性能低、油水分離效果差的現(xiàn)狀，提供了一種聚氨酯纖維素復(fù)合油水分離熱絕緣氣凝膠的制備方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種聚氨酯纖維素復(fù)合油水分離熱絕緣氣凝膠的制備方法，包括以下步驟：

步驟S1、將無水乙醇和去離子水進(jìn)行混合后，再采用超聲分散得到澄清透明的復(fù)合溶液A；