[发明专利]一种亲水-疏水链段结构低聚物及其制备方法与应用

说明书

本发明提供一种亲水‑疏水链段结构低聚物及其制备方法与应用。所述亲水‑疏水链段结构低聚物的分子结构为“NCO(异氰酸酯)基团‑亲水链段‑连接单元‑疏水链段”，由两端具有活性氢基团的亲水分子链段，先通过与分子结构上含有两个NCO活性基团的异氰酸酯单体反应形成两端为NCO基团的预聚物后，其中一端的NCO接枝疏水链段，而另一端保留反应活性基团。本发明制备的亲水‑疏水链段结构低聚物，由于一端所保留的NCO活性基团可以与表面带有活泼氢基团的多孔介质发生化学接枝反应，接枝改性后的多孔介质材料，在低界面张力的油水混合液中，对乳化水具有优良的破乳聚结功能，在油水分离领域具有重要的应用前景。

技术领域

本发明属于有机合成与油水分离材料领域，具体涉及一种亲水-疏水链段结构低聚物及其制备方法与在油水分离领域中的应用。

背景技术

燃油在生产、存储和运输过程中容易混入污染水，给燃油品质和机械部件带来诸多不良影响。燃油中的污染水会加速燃油氧化产生沉淀污泥，堵塞喷嘴、滤清器等微孔零部件，造成系统不能正常工作；同时，污染水还能与燃油中的添加剂反应产生酸性物质，腐蚀机械部件；另外，在低温环境下燃油中的水分会发生结晶堵塞油路，造成供油困难，而过高水分还会弱化燃油的雾化效果、增加油耗和污染物排放量。因此，去除燃油中的污染水对于提高其使用寿命和发动机性能尤为重要。

燃油中污染水根据其存在方式可分为游离水、溶解水和乳化水。粒径较大的游离水通过重力沉降的方法较容易去除，而溶解水含量极少且对燃油品质和使用性能影响有限，因此粒径较小的乳化水的有效分离成为油水分离领域内需重点关注的对象。随着燃油低硫化的要求与发展，为保证燃油的品质及应用要求，燃油中所添加表面活性物质含量增多，会使体系的油水界面张力大幅降低。另外，随着生物燃油的发展，将部分生物燃油添加到石油燃料中以减少碳排放，也是未来燃油体系的发展趋势，而生物燃油的添加会导致油液中油水界面张力降低的趋势更加明显。在低界面张力下，油液的泵送剪切等机械作用就容易使得油液中的污染水形成粒径小、稳定性高的乳化水状态。

目前工业上广泛应用于去除燃油中乳化水的技术是聚结-分离法，但对于低表面张力的油液，其乳化水的分离会变得更加困难。主要原因是：一方面，油水界面张力的降低会使得乳化水更加稳定，更难对其进行破乳聚结。另外，油水乳液中的表面活性剂不仅会吸附于油水界面上，使体系的界面张力降低和乳化水粒径变小，降低分离效率，还容易吸附到油水分离滤材表面，改变其润湿性能，从而造成油水分离材料的长效性能不佳，给聚结-分离带来负面影响。因此，以简便、可量产的方式制备能对乳化水进行破乳的油水分离材料，并且具有长效应用性能，是当前行业领域内亟待解决的问题。