聚合環(huán)氧大豆油改性纖維素吸油材料的制備與性能研究.pdf

1、植物纖維天然高分子吸油材料具有廉價(jià)和可生物降解等優(yōu)點(diǎn)，然而它同時(shí)存在孔隙率低和在油水選擇性差的缺點(diǎn)，這限制了它應(yīng)用范圍的拓展。采用石化產(chǎn)品改性的纖維素吸油材料的對(duì)環(huán)境不友好，填埋或焚燒處理會(huì)造成碳排放和二次污染等問(wèn)題。本文通過(guò)環(huán)氧植物油脂對(duì)高孔隙率纖維素氣凝膠進(jìn)行疏水改性制備纖維素吸油材料。
　　以1,4-丁二醇二縮水甘油醚（BDE）為交聯(lián)劑，在氫氧化鈉/尿素/水溶液中與纖維素發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，經(jīng)純化冷凍干燥制備纖維素氣凝膠。纖維素與

2、BDE在室溫下即可反應(yīng)并形成凝膠態(tài)。相比于原料纖維素，氣凝膠表面氧碳原子比發(fā)生變化，從纖維素Ⅰ型轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷B(tài)結(jié)構(gòu)，并且呈現(xiàn)出連續(xù)的多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。交聯(lián)劑量與水凝膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響氣凝膠的結(jié)構(gòu)，當(dāng)脫水葡萄糖單元(AGU)與BDE摩爾比為1:3、水凝膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)是1.5％時(shí)，氣凝膠的密度為0.0162g/cm3，對(duì)水吸收倍數(shù)分別為41g/g。氣凝膠是呈現(xiàn)出兩親性，不具有油水選擇性；在水中重復(fù)使用能夠保持吸收性能，而在弱極性溶劑中重復(fù)使用時(shí)吸收性能明

3、顯降低。
　　使用環(huán)氧大豆油（ESO）對(duì)濾紙及纖維素膜進(jìn)行疏水化改性。環(huán)氧大豆油在纖維素表面開(kāi)環(huán)聚合，聚合ESO在濾紙表面形成納米顆粒，改性濾紙的表面自由能降低至22.07mJ·m-2，水接觸角增至145.1°，浸入水中30min拉伸強(qiáng)度無(wú)明顯降低。采用旋涂法制備了表面粗糙度Ra為1.698nm的超平纖維素膜，用以研究表面粗糙度的變化對(duì)疏水性能的影響。研究表明，隨著改性過(guò)程中ESO量增加，改性膜表面粗糙度Ra增加，水滴與固體表面之

4、間“空氣墊”的面積分?jǐn)?shù)增加，從而水滴在其表面的接觸角也增加，接觸角最高為137.5°。
　　以聚合ESO對(duì)氣凝膠改性制備纖維素吸油材料。纖維素吸油材料浸泡在水中2h幾乎無(wú)增重，在機(jī)油-水體系中對(duì)機(jī)油的選擇性可達(dá)到99.8%，并可以有效吸收原油、機(jī)油、泵油、液體石蠟、二氯甲烷、異丙醇和甲苯等油類或有機(jī)溶劑，對(duì)原油的吸收倍數(shù)可達(dá)到37g/g。纖維素吸油材料吸收油類或有機(jī)溶劑后可以通過(guò)簡(jiǎn)單的擠壓排除吸附物，循環(huán)利用30次后水滴接觸角仍可