[发明专利]一种聚咔唑复合聚氨酯吸油材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种聚咔唑复合聚氨酯吸油材料的制备方法，属于吸油材料技术领域。本发明采用附着二氧化硅的聚氨酯材料为原料，制备聚咔唑改性吸油材料，聚氨酯材料是一种三维多孔聚合材料，具有丰富的孔隙结构、较大的表面积以及优异的弹性，从而具有较好的吸油能力，且聚氨酯材料价格低廉，材料易得可大规模生产，二氧化硅微结构为球形，呈絮状和网状的准颗粒结构，附着在聚氨酯材料上可有效提高材料的比表面积，从而提高材料的吸油能力；本发明可有效增大吸油材料的比表面积和稳定性，聚咔唑具有刚性主链和共轭富电子体系，有利于形成永久性多孔材料，可增强被吸附物与吸附剂之间的相互作用，从而提高吸油材料对油脂的吸附力度。

技术领域

本发明涉及一种聚咔唑复合聚氨酯吸油材料的制备方法，属于吸油材料技术领域。

背景技术

目前常见的海上溢油处理方法可分为三种：1、使用溢油分散剂将油类乳化分散成细小油滴以促进溢油的自然降解；2、原位燃烧浮油使其自然消失；3、使用吸附剂选择性吸收水中的油相。溢油分散剂是其中的一种吸附剂，它是由表面活性剂、有机溶剂、稳定剂等多种物质组成的混合物。使用溢油分散剂可以有效减少溢油污染，但是分散剂本身有一定毒性，大量分散剂的使用危害到海洋生物的生存。原位燃烧法处理费用低、操作简单、效果好，但是由于浮油的不完全燃烧会产生二次污染，不仅造成资源浪费且对生态环境造成不良影响。在这些方法中，使用吸附剂选择性移除油相是最有效、经济效率好、对环境友好的方法，原因在于该方法不仅能有效回收溢油且不会产生二次污染。

目前已出现一系列的吸附材料，从有机合成吸附剂如聚丙烯、聚苯乙烯到无机矿物材料包括有机质粘土、无机硅气凝胶和膨胀石墨等。但是，有机吸附材料的吸油能力有限，而硅气凝胶和膨胀石墨这类吸附材料生产成本过高从而限制了它们的广泛应用。同时，这些材料都不能生物降解。在此背景下，天然纤维素类廉价可持续吸附材料成为研究热点，这类材料拥有可再生性、生物降解性、低密度、强度高和环境友好等显著特点。

吸油材料可分为天然无机吸油材料、天然有机吸油材料和合成有机吸油材料。无机吸油材料包括二氧化硅凝胶、蛭石、剥离的石墨、海泡石、二氧化硅粒子、木屑、粉煤灰、Fe₂O₃-C纳米颗粒、Fe-C纳米复合材料、碳纳米管、石墨烯、碳酸钙粉末等。天然有机材料包括秸秆、甘蔗渣、非织造羊毛、棉纤维、柚子皮、稻壳、胡杨种子纤维等。合成有机吸油材料包括PP纤维、海绵、橡胶纳米复合材料、丁基橡胶等。

一种理想的吸油材料应具有以下性能，具有较高的吸油倍数高，保油性能好，油水选择性强，浮力好，成本低，能够多次重复循环利用并且可生物降解。基于此，本发明研究制备了一种高效的吸油材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有吸油材料吸油倍数低的问题，提供了一种聚咔唑复合聚氨酯吸油材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）将聚咔唑加入丙酮中，常温下以200～250r/min转速搅拌1～2h，得聚咔唑丙酮溶液；

（2）将含二氧化硅聚氨酯材料置于聚咔唑丙酮溶液中，在40～50℃下密封浸泡20～24h，取出，去离子水洗2～3次，常温阴干，得聚咔唑复合聚氨酯吸油材料。

所述的含二氧化硅聚氨酯材料、聚咔唑、丙酮的重量份为30～40份含二氧化硅聚氨酯材料、10～20份聚咔唑、60～80份丙酮。

步骤（1）所述的聚咔唑具体制备步骤为：

（1）将4-氟苯甲醛加入N，N-二甲基甲酰胺中，常温下以50～100r/min转速搅拌3～5min，得4-氟苯甲醛的DMF溶液；

（2）将咔唑和叔丁醇钾加入4-氟苯甲醛的DMF溶液中，常温下以50～100r/min转速搅拌5～10min，得混合溶液；