一種韌性改善的三聚氰胺泡沫吸油材料的制備方法與流程

本發(fā)明屬于吸油材料和環(huán)境保護技術領域，涉及一種韌性改善的三聚氰胺泡沫吸油材料的制備方法。

背景技術：

近年來，石油輸送管道的破裂或運輸輪船事故導致的石油外泄，生產和生活含油廢水的排放引起的水資源污染問題越來越嚴重，給環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)帶來了嚴重危害。這種油污染持續(xù)性強、擴散范圍廣、處置難、危害大，所以快速消除及回收泄露于環(huán)境中的有機化學物質,避免更大規(guī)模的污染是一個亟待解決的問題。

目前已有各種各樣的措施用于油污染處理，主要有以下幾種方法：通過石油烴類降解菌對海洋溢油和油漬進行降解；投加化學處理劑，如分散劑、集油劑、凝油劑等；使用圍油欄把海洋表面的油污圍起來，然后用吸油材料收集油污。在這些現(xiàn)有技術中，使用吸油材料從水中去除油類物質被認為是在油污處理中最有效的對策之一，它具有高效、經濟、油品易回收等特點。如今廣泛使用的吸油材料包括沸石、活性炭、有機黏土、稻草、羊毛、纖維和泡沫。

海上原油的處理需要吸油材料具有只吸油不吸水的能力。高分子泡沫具有豐富的三維孔隙，能夠儲存大量的油，但泡沫材料一般沒有油水選擇性，因此不能直接使用。通過一定的表面改性方法，可以讓泡沫在保持較高吸油倍率的同時，具有油水選擇性，只吸油不吸水。

三聚氰胺泡沫是一種典型的開孔高分子泡沫材料，吸收能力強，但既吸油，也吸水。同時泡沫較脆，在使用過程中容易破裂，粉化。對其進行表面改性，使其只吸油，不吸水，改善其脆性，增強泡沫的韌性一直是優(yōu)化三聚氰胺泡沫的性能，擴大其用途的兩個改進方向。

Viet等用十八烷基三氯硅烷修飾三聚氰胺泡沫表面，顯著提高了泡沫的疏水親油性(Superhydrophobic Silanized Melamine Sponges as High Efficiency Oil Absorbent Materials.ACS APPLIED MATERIALS&INTERFACES,2014,6,14181-14188)。中國專利CN105399977A主要對三聚氰胺泡沫進行二氧化硅納米顆粒和乙烯基三甲氧基硅烷等硅烷偶聯(lián)劑的改性，使泡沫具有了疏水親油的性質。上述兩種改性方法工藝簡單，但是硅烷偶聯(lián)劑的高價格提高了改性的成本，同時并未對三聚氰胺泡沫較脆易碎的性質做出改善。

采用低成本的方法，制備在外力拉扯下易斷裂，重復使用性良好，且有較好親油疏水性和韌性的三聚氰胺泡沫吸油材料仍然是行業(yè)內需要解決的一個技術難題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是：基于上述問題，本發(fā)明提供一種韌性改善的三聚氰胺泡沫吸油材料的制備方法。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的一個技術方案是：一種韌性改善的三聚氰胺泡沫吸油材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將聚丙烯或聚乙烯壓成薄片并切成小塊置于甲苯或二甲苯中，110℃加熱回流溶解，得到聚丙烯或聚乙烯的甲苯或二甲苯溶液；

(2)在步驟(1)得到溶液中放入三聚氰胺泡沫，110℃加熱回流15～60分鐘，將三聚氰胺泡沫取出，去除其中的溶液，置于干燥箱中120℃烘干至恒重，得到改性三聚氰胺泡沫。

進一步地，步驟(1)中聚丙烯或聚乙烯占甲苯或二甲苯的質量百分比為0.5～2％。

進一步地，聚丙烯或聚乙烯與三聚氰胺泡沫的質量比為10：1～40：1。

本發(fā)明的有益效果是：選用內部孔隙度高的三聚氰胺泡沫作為基體，使改性后的吸油材料具有良好的保油能力；改性前無需對三聚氰胺泡沫進行預處理；改性后的三聚氰胺泡沫韌性有所提高，斷裂伸長率變大，抗拉能力提高，便于回收再利用；泡沫改性過程原料成本低，工藝簡單。

附圖說明

下面結合附圖對本發(fā)明進一步說明。

圖1(a)是三聚氰胺泡沫與實施例1得到的改性三聚氰胺泡沫在水中的測試對比圖，圖1(b)是實施例1得到的改性三聚氰胺泡沫對油水混合物的選擇性直觀吸收測試圖；

圖2是實施例1得到的改性三聚氰胺泡沫吸收甲苯、氯仿和柴油的重復性測試圖；

圖3是實施例2得到的改性三聚氰胺泡沫表面的掃描電鏡圖；

圖4是三聚氰胺泡沫與實施例2得到的改性三聚氰胺泡沫的拉伸性能對比圖。

具體實施方式

現(xiàn)在結合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，以下實施例旨在說明本發(fā)明而不是對本發(fā)明的進一步限定。

本發(fā)明所使用的材料試劑均為市售商品；聚丙烯產品牌號為T30S，但不限于此；聚乙烯產品牌號為W8007，但不限于此；三聚氰胺泡沫為市售工業(yè)和民用產品。

實施例1

將聚丙烯壓成薄片并切成小塊置于甲苯中加熱回流溶解，再放入三聚氰胺泡沫，加熱回流浸漬30分鐘，然后將三聚氰胺泡沫取出，去除其中的甲苯溶液，并置于干燥箱中120℃烘干至恒重。聚丙烯占甲苯的質量百分數(shù)為1％，聚丙烯與三聚氰胺泡沫質量比為20：1。

圖1(a)可以看到三聚氰胺泡沫沉于水底，實施例1得到的改性三聚氰胺泡沫浮于水面，將改性三聚氰胺泡沫壓入水中表面有類似“銀鏡”現(xiàn)象，泡沫被水包裹但不吸水。圖1(b)為實施例1得到的改性三聚氰胺泡沫對油水混合物的選擇性吸收測試，由圖中可以看出改性三聚氰胺泡沫只吸染紅的氯仿。

圖2為實施例1得到的改性三聚氰胺泡沫吸收甲苯、氯仿和柴油的重復性測試，從圖中可以看出，重復吸收擠干100次之后泡沫吸收甲苯、氯仿和柴油的能力總體變化不大，可重復利用性較好。

實施例2

將聚丙烯壓成薄片并切成小塊置于甲苯中加熱回流溶解，再放入三聚氰胺泡沫，加熱回流浸漬1小時，然后將三聚氰胺泡沫取出，去除其中的甲苯溶液，并置于干燥箱中120℃烘干至恒重。聚丙烯占甲苯的質量百分數(shù)為2％，聚丙烯與三聚氰胺泡沫質量比為40：1。

圖3為實施例2制備的改性三聚氰胺泡沫表面的掃描電鏡圖。從(a)圖中可以看到，三聚氰胺泡沫仍具有三維網狀結構，其骨架和孔洞里吸附有聚丙烯。從(b)圖中可以看到骨架上吸附的聚丙烯形成微米和納米級的小突起，使得改性三聚氰胺泡沫具有了疏水親油的性能。

實施例3

將聚丙烯壓成薄片并切成小塊置于二甲苯中加熱回流溶解，再放入三聚氰胺泡沫，加熱回流浸漬45分鐘，然后將三聚氰胺泡沫取出，去除其中的二甲苯溶液，并置于干燥箱中120℃烘干至恒重。聚丙烯占二甲苯的質量百分數(shù)為1.5％，聚丙烯與三聚氰胺泡沫質量比為30：1。

實施例4

將聚丙烯壓成薄片并切成小塊置于甲苯中加熱回流溶解，再放入三聚氰胺泡沫，加熱回流浸漬15分鐘，然后將三聚氰胺泡沫取出，去除其中的甲苯溶液，并置于干燥箱中120℃烘干至恒重。聚丙烯占甲苯的質量百分數(shù)為0.5％，聚丙烯與三聚氰胺泡沫質量比為10：1。

實施例5

將聚乙烯壓成薄片并切成小塊置于二甲苯中加熱回流溶解，再放入三聚氰胺泡沫，加熱回流浸漬30分鐘，然后將三聚氰胺泡沫取出，去除其中的二甲苯溶液，并置于干燥箱中120℃烘干至恒重。聚乙烯占二甲苯的質量百分數(shù)為1％，聚乙烯與三聚氰胺泡沫質量比為20：1。

不同含量的聚丙烯和聚乙烯改性三聚氰胺泡沫吸油量和重復100次后的吸油能力如表1所示。

表1是三聚氰胺泡沫的吸油量

圖4為三聚氰胺泡沫和實施例2得到的改性三聚氰胺泡沫的拉伸性能對比圖，從圖中可以看出改性三聚氰胺泡沫在強度和斷裂伸長率上有明顯提升。斷裂伸長率由9.4％提高到25.1％，斷裂強度由104KPa提高到131KPa，其韌性有明顯提高，在使用過程中更加抗拉扯。

從以上數(shù)據(jù)可以看出，使用聚丙烯或聚乙烯表面涂層改性的三聚氰胺泡沫在具有好的疏水親油性質同時，其韌性也明顯改善。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據(jù)權利要求范圍來確定其技術性范圍。