本發(fā)明屬于復合功能材料領域，具體涉及一種聚丙烯負載型有機溶劑吸收劑及其制備方法。

背景技術：

近年來，隨著工業(yè)技術的不斷發(fā)展與進步，有機溶劑已廣泛應用于化工生產(chǎn)、食品加工、采礦冶金、藥物合成等諸多領域。工業(yè)上有機溶劑的種類多達 3 萬余種，包括脂肪烴、脂環(huán)烴、芳香烴。工業(yè)中常見的有機溶劑有苯、甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、三氯乙烯、氯仿、四氯化碳等。有機溶劑在生產(chǎn)、運輸或者使用過程中的泄漏或揮發(fā)不可避免，加上產(chǎn)生的各類廢液廢水，有機溶劑已造成了嚴重的環(huán)境污染和安全隱患，對有機溶劑污染的治理勢在必行。

吸收吸附法是利用各種多孔性材料吸收吸附有害物質(zhì)而達到去除污染的目的。吸收吸附法操作簡單，去除效率高，富集能力強。吸油材料已被廣泛用于對有機溶劑的吸收處理。吸油材料按其成分主要可分為三類：有機類吸油材料、無機類吸油材料、復合類吸油材料。有機吸油材料又可以分為天然有機吸油材料和合成有機吸油材料。目前對合成有機吸油材料的研究已取得了一定的進展，但是多數(shù)研究均以吸收倍率作為唯一的評價指標，而未詳細考察吸收劑吸收后膨脹變形的情況。有機合成吸收劑普遍存在吸收溶劑后體積大幅度膨脹的現(xiàn)象，在應用過程中容易造成堵塞或后續(xù)使用困難，不利于在吸收塔或吸收柱中裝填使用，這樣限制了吸收劑的應用發(fā)展。發(fā)明專利ZL201410036400.8公開了一種有機溶劑吸收劑及其制備方法。該吸收劑具有吸收倍率高、吸收速度快等優(yōu)點，而且吸收后表面粘性小，但是該種吸收劑依然存在機械強度較低、且在有機溶劑中發(fā)生顯著溶脹變形的不足，限制了該吸收劑的應用范圍。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種聚丙烯負載型有機溶劑吸收劑及其制備方法。本發(fā)明制備的聚丙烯負載型有機溶劑吸收劑吸收后體積變化不明顯，吸收劑無顯著變形，能解決吸油樹脂作為主體所存在的機械強度較低、且在有機溶劑中發(fā)生顯著溶脹變形的不足。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案是：

一種聚丙烯負載型有機溶劑吸收劑，其原料組分按重量份計：聚丙烯顆粒1-10份，苯乙烯5-15份，丙烯酸酯類2-15份。

其中，所述丙烯酸酯類為丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸月桂酯中的一種或幾種。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述聚丙烯負載型有機溶劑吸收劑的制備方法，包括以下步驟：

（1）將1-10份聚丙烯顆粒在30-50份有機溶劑中溶脹12-24h。

（2）將0.1-0.5份乳化劑在100份蒸餾水中超聲溶解。

（3）將5-15份苯乙烯、2-15份丙烯酸酯類與0.01-1份交聯(lián)劑、0.01-1份引發(fā)劑混合均勻，往混合液中通入氮氣10分鐘。

（4）將步驟（1）得到的溶脹聚丙烯顆粒和步驟（2）配制的乳化劑水溶液加到三口燒瓶中，控制攪拌器轉速為250-350rpm，在 50-70℃下攪拌10-30 min。

（5）將步驟（3）配制的混合液滴加到三口燒瓶中，在 50-90℃下接枝包覆反應 5-8小時。

（6）將得到的產(chǎn)物抽濾、水洗、干燥，再以丙酮為溶劑進行索氏抽提，最后干燥得到聚丙烯負載型有機溶劑吸收劑。

其中，步驟（1）中所述的有機溶劑為甲苯、二甲苯、丙酮中的一種。

步驟（2）中所述的乳化劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉、辛基酚聚氧乙烯醚中的一種或幾種。

步驟（3）中所述的交聯(lián)劑為乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙烯基苯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的一種。

步驟（3）中所述的引發(fā)劑為過氧化二苯甲酰、過氧化二月桂酰、偶氮二異丁腈中的一種。

步驟（6）制備得到的聚丙烯負載型有機溶劑吸收劑為球形顆粒，粒徑為 1-4毫米。

通過計算吸收倍率、接枝率、接枝物吸收倍率判斷本發(fā)明聚丙烯負載型有機溶液吸收劑的性能。

吸收倍率的計算方法為：準確稱取m₁(g)的干燥吸收劑，浸入裝有足量待測有機溶劑（以甲苯為例）的燒杯中，待其吸收達到平衡后（約5小時），過濾并取出吸收劑，迅速用濾紙擦拭吸收劑，然后用天平稱取此時吸收劑的質(zhì)量m₂(g)，按式（1）計算吸收倍率：

式中，Q為吸收劑的吸收倍率，g/g；m₁為吸收劑吸收前的質(zhì)量，g；m₂為吸收劑吸收平衡后的質(zhì)量，g。

接枝率按式（2）計算，接枝物的吸收倍率按式（3）計算：

式中，E為吸收劑的接枝率，%；Q_s為接枝物的吸收倍率，g/g；m_t為索氏抽提后吸收劑的質(zhì)量，g；m₀為聚丙烯顆粒的質(zhì)量，g。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

本發(fā)明以聚丙烯顆粒作為載體，通過乳液接枝聚合法在聚丙烯顆粒表面接枝包覆苯丙交聯(lián)共聚物，制備得到負載型有機溶劑吸收劑，該吸收劑兼具聚丙烯顆粒和吸油樹脂的特點，吸收性能好、機械強度高且吸收后不會發(fā)生顯著變形，能有效克服吸油樹脂自身作為主體存在的機械強度低、在有機溶劑中發(fā)生顯著變形的不足，工業(yè)適用性好。

本發(fā)明的聚丙烯負載型有機溶劑吸收劑能夠用于含有機溶劑工業(yè)廢水廢液的處理以及化工生產(chǎn)中有機溶劑的泄漏與緊急吸收，在柱或者塔設備中裝填使用方便，可以充分展現(xiàn)吸收劑的優(yōu)越性能，工業(yè)化應用潛力大。

附圖說明

圖1為實施例1所制吸收劑的體視顯微鏡形貌圖；

圖2a,2b為實施例1所制吸收劑的表面、斷面掃描電鏡圖（×500）；

圖3為實施例1所制吸收劑對不同有機溶劑的吸收倍率。

具體實施方式

為了使本發(fā)明所述的內(nèi)容更加便于理解，以下實例將對本發(fā)明做進一步說明，但并非用以限制本發(fā)明的范圍。

實施例1

（1）將5g聚丙烯顆粒在40g二甲苯中溶脹24h。

（2）將0.25g份十二烷基硫酸鈉在100g蒸餾水中超聲溶解。

（3）將10.5g苯乙烯、3.5g丙烯酸丁酯與0.15g二乙烯基苯、0.15g過氧化二苯甲?；旌暇鶆颍旌弦褐型ㄈ氲獨?0分鐘。

（4）將步驟（1）得到的溶脹聚丙烯顆粒和步驟（2）配制的乳化劑水溶液加到三口燒瓶中，控制攪拌器轉速為300rpm，在 70℃下攪拌10min。

（5）將步驟（3）配制的混合液滴加到三口燒瓶中，在 80℃下接枝包覆反應 5小時。

（6）將得到的產(chǎn)物抽濾、水洗、干燥，再以丙酮為溶劑進行索氏抽提，最后干燥得到聚丙烯負載型有機溶劑吸收劑。

該吸收劑呈球狀顆粒，平均粒徑為3毫米。該吸收劑對甲苯的吸收倍率為 8.3g/g，接枝率為115.6%。由于聚丙烯顆?；静晃沼袡C溶劑，所以通過接枝率和吸收劑吸收倍率可以計算出接枝物的甲苯吸收倍率為15.4g/g。該吸收劑對不同溶劑的吸收倍率見圖3，其中對苯類、酯類、鹵代烴的吸收倍率較高。通過加水蒸餾法對吸收劑進行回收，再生后的吸收劑對甲苯的吸收倍率基本沒變化。

實施例2

（1）將5g聚丙烯顆粒在40g甲苯中溶脹24h。

（2）將0.25g十二烷基硫酸鈉在100g蒸餾水中超聲溶解。

（3）將9g苯乙烯、3g丙烯酸-2-乙基己酯與0.15g三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、0.15g偶氮二異丁腈混合均勻，往混合液中通入氮氣10分鐘。

（4）將步驟（1）得到的溶脹聚丙烯顆粒和步驟（2）配制的乳化劑水溶液加到三口燒瓶中，控制攪拌器轉速為350rpm，在 70℃下攪拌30min。

（5）將步驟（3）配制的混合液滴加到三口燒瓶中，在 80℃下接枝包覆反應 8小時。

（6）將得到的產(chǎn)物抽濾、水洗、干燥，再以丙酮為溶劑進行索氏抽提，最后干燥得到聚丙烯負載型有機溶劑吸收劑。

實施例3

（1）將5g聚丙烯顆粒在50g丙酮中溶脹12h。

（2）將0.25g十二烷基磺酸鈉在100g蒸餾水中超聲溶解。

（3）將15g苯乙烯、5g甲基丙烯酸月桂酯與0.1g乙二醇二甲基丙烯酸酯、0.15g過氧化二月桂?；旌暇鶆?，往混合液中通入氮氣10分鐘。

（4）將步驟（1）得到的溶脹聚丙烯顆粒和步驟（2）配制的乳化劑水溶液加到三口燒瓶中，控制攪拌器轉速為300rpm，在 70℃下攪拌10min。

（5）將步驟（3）配制的混合液滴加到三口燒瓶中，在 80℃下接枝包覆反應 6小時。

（6）將得到的產(chǎn)物抽濾、水洗、干燥，再以丙酮為溶劑進行索氏抽提，最后干燥得到聚丙烯負載型有機溶劑吸收劑。

實施例4

（1）將10g聚丙烯顆粒在40g二甲苯溶劑中溶脹24h。

（2）將0.5g十二烷基硫酸鈉在100g蒸餾水中超聲溶解。

（3）將10.5g苯乙烯、10.5g丙烯酸丁酯與0.2g二乙烯基苯、0.5g過氧化二苯甲?；旌暇鶆?，往混合液中通入氮氣10分鐘。

（4）將步驟（1）得到的溶脹聚丙烯顆粒和步驟（2）配制的乳化劑水溶液加到三口燒瓶中，控制攪拌器轉速為300rpm，在 70℃下攪拌30min。

（5）將步驟（3）配制的混合液滴加到三口燒瓶中，在 80℃下接枝包覆反應 5小時。

（6）將得到的產(chǎn)物抽濾、水洗、干燥，再以丙酮為溶劑進行索氏抽提，最后干燥得到聚丙烯負載型有機溶劑吸收劑。

實施例5

（1）將5g聚丙烯顆粒在40g二甲苯溶劑中溶脹24h。

（2）將0.25g十二烷基硫酸鈉與0.25g辛基酚聚氧乙烯醚在100g蒸餾水中超聲溶解。

（3）將6g苯乙烯、8.5g丙烯酸丁酯、0.5g甲基丙烯酸月桂酯與0.15g二乙烯基苯、0.15g過氧化二苯甲酰混合均勻，往混合液中通入氮氣10分鐘。

（4）將步驟（1）得到的溶脹聚丙烯顆粒和步驟（2）配制的乳化劑水溶液加到三口燒瓶中，控制攪拌器轉速為350rpm，在 70℃下攪拌10min。

（5）將步驟（3）配制的混合液滴加到三口燒瓶中，在 80℃下接枝包覆反應 6小時。

（6）將得到的產(chǎn)物抽濾、水洗、干燥，再以丙酮為溶劑進行索氏抽提，最后干燥得到聚丙烯負載型有機溶劑吸收劑。

實施例6

（1）將2.5g聚丙烯顆粒在30g二甲苯中溶脹24h。

（2）0.125g十二烷基硫酸鈉在100g蒸餾水中超聲溶解。

（3）將10.5g苯乙烯、3.5g丙烯酸丁酯與0.15g三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、0.15g過氧化二苯甲?；旌暇鶆?，往混合液中通入氮氣10分鐘。

（4）將步驟（1）得到的溶脹聚丙烯顆粒和步驟（2）配制的乳化劑水溶液加到三口燒瓶中，控制攪拌器轉速為250rpm，在 70℃下攪拌20min。

（5）將步驟（3）配制的混合液滴加到三口燒瓶中，在 90℃下接枝包覆反應 7小時。

（6）將得到的產(chǎn)物抽濾、水洗、干燥，再以丙酮為溶劑進行索氏抽提，最后干燥得到聚丙烯負載型有機溶劑吸收劑。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。