丙烯酸系高性能吸油树脂的合成及性能研究

论文摘要

论文选用不同的（甲基）丙烯酸酯为单体,采用乳液聚合的方法,合成了四种丙烯酸系吸油树脂,讨论了单体配比、引发剂用量、交联剂的种类及用量、致孔剂用量对合成树脂吸油速率、吸油倍率和保油率的影响,考察了合成树脂对浮油的吸收能力和对油品的选择吸收性,表征了合成树脂的结构,测试了合成树脂的热稳定性。通过对丙烯酸十二酯和丙烯酸丁酯乳液聚合反应过程及乳液性能研究,获得了制备稳定的聚丙烯酸乳液的工艺条件。当选用预乳化半连续乳液聚合工艺,乳化剂选用质量比为1：1的十二烷基硫酸钠（SDS）和壬基酚聚氧乙烯醚（OP-10）,加量为单体质量的2%,搅拌速度控制在190rpm,聚合反应温度为80℃,油水比为1：1时,丙烯酸十二酯和丙烯酸丁酯的乳液聚合过程及所得乳液稳定。分别以丙烯酸十二酯（LA）和丙烯酸丁酯（BA）及甲基丙烯酸十八酯（SMA）和丙烯酸甲酯（MA）为原料,通过乳液聚合法,合成了P（LA/BA）和P（SMA/MA）两种树脂,研究了相关因素对P（LA/BA）和P（SMA/MA）树脂吸油性能的影响。结果表明,当单体n（BA）:n（LA）=3:1,以单体质量为基准,交联剂二乙烯基苯（DVB）用量2%,引发剂过硫酸铵（APS）用量2%,致孔剂乙酸乙酯用量50%时,合成的P（LA/BA）对脂对煤油、甲苯、四氯化碳的吸油倍率分别为7.12g/g、18.10g/g和33.39g/g。当单体m（SMA）:m（MA）=1:2,以单体质量为基准,DVB用量1%,APS用量4%,致孔剂三氯甲烷用量45%时,合成的P（SMA/MA）树脂对煤油、甲苯、四氯化碳的吸油倍率分别为9.16g/g、28.35g/g和45.12g/g。合成的P（LA/BA）和P（SMA/MA）丙种树脂保油率均达90%,表现出良好的吸油性能。在P（SMA/MA）分子中尝试引入单体苯乙烯,合成了P（SMA/MA/St）树脂,通过正交试验确定了P（SMA/MA/St）j对脂的最佳合成工艺条件。当单体m（SMA+MA）:m（St）=85:15、（其中m（SMA）:m（MA）=1:2）,以单体质量为基准,APS用量3.8%,DVB用量0.9%,致孔剂三氯甲烷用量45%、乳化剂（SDS/OP-10）用量2.0%时,合成的P（SMA/MA/St）树脂对煤油和甲苯的吸油倍率分别是10.17g/g和29.36g/g。在P（SMA/MA/St）三元聚合的工艺基础上,进一步引入长链丙烯酸酯单体,发现第四单体的引入可以提高多元共聚丙烯酸树脂的吸油性能。其中丙烯酸十二酯的加入,显著提高了树脂对煤油的吸收性能；丙烯酸十六酯（HA）的加入,提高了树脂对甲苯的吸收性能。当单体配比m（SMA+MA+St）:m（HA）=88:12时,合成的四元共聚丙烯酸树脂对煤油、甲苯、四氯化碳的吸收倍率分别为15.78g/g、35.51g/g和51.08g/g,并且对水面浮油吸收能力强,热分解温度为350℃。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 传统吸油材料
• 1.2.1 无机类吸油材料
• 1.2.2 有机类吸油材料
• 1.3 高吸油树脂概述
• 1.3.1 丙烯酸系高吸油树脂的合成研究
• 1.3.2 高吸油树脂的吸油机理
• 1.3.3 影响高吸油性树脂性能的因素
• 1.3.4 高吸油树脂的应用
• 1.4 乳液聚合概述
• 1.4.1 乳液聚合体系的组成
• 1.4.2 乳液聚合的特点
• 1.4.3 乳液聚合原理
• 1.5 乳液聚合法制备丙烯酸系高吸油树脂的进展
• 1.6 论文的主要研究内容
• 第二章 聚丙烯酸酯乳液聚合稳定性研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要试剂
• 2.2.2 主要仪器
• 2.2.3 聚丙烯酸酯的乳液聚合工艺及性能测试
• 2.3 结果和讨论
• 2.3.1 聚合工艺对乳液聚合稳定性的影响
• 2.3.2 乳化剂用量对聚合反应稳定性的影响
• 2.3.3 搅拌速度对聚合反应稳定性的影响
• 2.3.4 反应温度对聚合反应稳定性的影响
• 2.3.5 油水比对反应稳定性的影响
• 2.4 本章小结
• 第三章 P（LA/BA）二元共聚物的合成及其吸油性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要试剂
• 3.2.2 实验仪器
• 3.2.3 丙烯酸十二酯的精制
• 3.2.4 交联剂的合成
• 3.2.5 P（LA/BA）树脂的合成
• 3.2.6 分析测试
• 3.3 结果和讨论
• 3.3.1 引发剂对P（LA/BA）树脂吸油性能的影响
• 3.3.2 交联剂对P（LA/BA）树脂吸油性能的影响
• 3.3.3 致孔剂对P（LA/BA）树脂吸油性能的影响
• 3.3.4 单体配比对P（LA/BA）树脂吸油性能的影响
• 3.3.5 P（LA/BA）树脂对水面浮油的吸收能力
• 3.3.6 P（LA/BA）树脂的红外分析
• 3.3.7 P（LA/BA）树脂的热分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 P（SMA/MA）二元共聚物的合成及吸油性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 主要试剂
• 4.2.2 实验仪器
• 4.2.3 甲基丙烯酸十八酯的精制
• 4.2.4 P（SMA/MA）吸油树脂的合成
• 4.2.5 分析测试
• 4.3 结果和讨论
• 4.3.1 引发剂用量对P（SMA/MA）树脂吸油性能的影响
• 4.3.2 交联剂用量对P（SMA/MA）树脂吸油性能的影响
• 4.3.3 反应时间对P（SMA/MA）树脂吸油性能的影响
• 4.3.4 致孔剂用量对P（SMA/MA）吸油树脂的影响
• 4.3.5 单体配比对P（SMA/MA）吸油树脂的影响
• 4.3.6 环境温度对P（SMA/MA）树脂吸油性能的影响
• 4.3.7 P（SMA/MA）树脂对不同油品的选择吸收能力
• 4.3.8 P（SMA/MA）树脂对水面浮油的吸收能力
• 4.3.9 P（SMA/MA）树脂的红外分析
• 4.3.10 P（SMA/MA）吸油树脂的热分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 多元共聚丙烯酸酯树脂的合成及吸油性能研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 主要试剂
• 5.2.2 实验仪器
• 5.2.3 苯乙烯的精制
• 5.2.4 丙烯酸高碳酯的合成
• 5.2.5 多元共聚丙烯酸酯树脂的合成
• 5.2.6 分析测试
• 5.3 结果和讨论
• 5.3.1 P（SMA/MA/St）树脂合成工艺条件优化
• 5.3.2 丙烯酸酯四元共聚物的合成及吸油性能
• 5.3.3 树脂对不同油品的吸收能力
• 5.3.4 树脂对水面浮油的吸收能力
• 5.3.5 共聚甲基丙烯酸酯的热重分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 详细摘要