[发明专利]一种红麻杆/树脂复合吸油材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及吸油材料技术领域，具体涉及一种红麻杆/树脂复合吸油材料及其制备方法。

背景技术

近年来，水环境污染问题越来越严重，特别是泄油事件和含油废水的处理已成为环境保护工作中的重点问题，油类污染物已成为水体的主要污染物之一。

吸附法是较常见的处理含油废水的方法，该法所采用的吸油材料是一种用于废油回收、处理的功能性材料，广泛应用于工厂机器渗漏油、工厂废水中油分、食品废油、海上和陆上原油泄漏的处理等。常用的吸油材料主要有无机型和有机型。无机类吸油材料主要有粘土、硅藻土、石灰等，可用来处理工厂废油及机器漏油等，其缺点是吸油量较小、体积大、吸油同时也吸水、且不能燃烧处置而易造成二次污染；有机材料主要有天然生物质废料及吸油树脂等，可用来处理油炸食品废油、工厂废油、漏油等，优点是价格低、安全，且可燃烧处置，缺点是受压后会再漏油、吸油同时也吸水、占地体积大。

传统的生物质吸油材料，主要通过材料表面的间隙和管腔的毛细管作用对油进行吸附，其中材料成分比例对其吸油性能影响较大。由于生物质材料的纤维素中羟基较多，有较大的亲水性，导致其吸油量不大，吸油倍率较小；而且油水选择性不高，往往吸油的同时也吸水，减弱了其吸油和保油能力。因此，应尽可能降低其吸水量，提高其吸油量与吸水量之比值。

有机合成吸油树脂材料包括聚合材料聚丙烯和聚氨脂泡沫，由于它们具有亲油性和疏水性，与其他类型的材料相比，它具有更好的吸附性能，易制备和重复使用。但是常用的吸油树脂成本高，制备工艺复杂，吸油后回收处理相对困难，吸油后保油性差，稍一加压就会重新漏油。此外，普通的吸油树脂废弃后难以降解，处理不当有可能造成二次污染。这些缺点的存在使得它们的应用受到限制。

我国红麻作物产量巨大，采麻后大量闲置的麻杆，其资源丰富，价格便宜。红麻杆直径为15-25mm，密度为0.1-0.2g/cm³。红麻杆的主要化学成分中纤维素含量接近50％，半纤维素接近25％，木质素接近15％，而且具有发达孔隙结构、比表面积大，毛细管吸附作用较强，可制备吸附能力强、无毒无味、耐酸碱的活性炭吸附剂，广泛应用于化工、食品、医药等行业。由于红麻杆具有疏松多孔结构，如果将其制作成为高吸油材料，具有吸油速度比较快、保油性好等特点，为麻类作物作为工业原料、替代高成本树脂生产吸油材料创造了条件，是一种具有较大开发前景的新型生态型吸油材料。

本研究以纺织工业中废弃的红麻杆为原料，添加少量树脂及其他材料，开发出一种能有效改善水体油污染的环保型红麻杆复合吸油材料。在经过多次试验的基础上，采用物理和化学方法对红麻杆碎料进行改性，减少其表面的亲水基团，增加亲油基团的数量，使其具有更好的油水选择性，从而提高其吸油性能。这不仅有效利用了农业废弃的生物质资源，还可应用于处理含油废水的处理问题。

发明内容

本发明利用纺织工业中红麻的废弃物为原料，以过氧化苯甲酞(BPO)为引发剂，引发红麻杆微粒表面的纤维素与苯乙烯进行接枝共聚反应，得到了红麻杆空心微球与苯乙烯的接枝共聚物，再加入交联剂制备出一种可降解红麻杆/树脂复合高吸油材料。与传统的无机吸油材料、树脂吸油材料相比，不仅可以大幅的降低生产成本，使纺织工业的废弃物得到有效利用，而且利用红麻杆独特的多孔结构，密度低等特性，使吸油材料的吸油性能和保油也得到了较大的提高。此外，通过与树脂接枝共聚，降低了红麻杆的吸水量，提高其吸油量与吸水量之比值。

本发明的第一个目的是针对现有无机类吸油材料和生物质吸油材料吸油量较小、吸油同时也吸水、不能燃烧处置的缺点而提供的一种红麻杆/树脂基复合高吸油材料，具有吸油量大、吸油速度快、油水选择性好等特点。

本发明的第二个目的是以纺织工业中废弃的红麻杆及少量树脂为原料，开发出一种的环保型红麻杆复合吸油材料，解决目前吸油树脂成本高、制备工艺复杂、废弃后难以降解等问题。

为实现本发明的第一个目的，将采麻后废弃的红麻杆初步粉碎后，先经过闪爆处理，再经弱碱处理，去除大部分半纤维素。然后与树脂接枝共聚，将多孔树脂包覆在红麻杆空心微球表面，制得油水选择性较好的红麻杆复合吸油材料。

为实现本发明的第二个目的，本发明提供的一种红麻杆/树脂复合高吸油材料的主要材料如下：红麻杆碎料，单体苯乙烯，单体甲基丙烯酸丁酯，引发剂过氧化苯甲酰，交联剂亚甲基双丙烯酰胺、无水硫酸钠、无水乙醇、无水甲醇。具体生产工艺及生产方案如下：