2016高分子材料与工程专业个性发展教育模版.doc

个性发展教育 总结报告 学生姓名： 周鹏军 学 号： 12L0603122 学 院: 理工学院 专业及班级： 高分子L121班 模块名称： 题 目： 淀粉丙烯酸酯高吸油材料制备 指导教师： 牛春梅 2016年1月 内容及安排 前言 近些年来，在我国以及世界范围内，油污染愈发引起人们的高度重视，其中主要来自海洋轮船油品泄露，其余来自于城市废水排放。因而，怎样解决该问题则成为了近期热门的话题，在这种环境下，新型高吸油树脂则自然而然成为了备受关注的研究课题。 淀粉 淀粉是一种多糖，是植物储存能量的一种产物，以颗粒的形式贮存在植物的根茎之中，在生活中十分常见，同时也是重要的化工原料。在性能差不多的情况下，玉米淀粉供应量最大，可优先考虑玉米淀粉作为基质。淀粉颗粒具有渗透性,水和水溶液能自由渗入颗粒内部，在淀粉分子中，含有直链淀粉和支链淀粉两种，直链淀粉在内层，聚合度一般为几百，含量在20%-26%；而支链淀粉在外层，聚合度能达到几千甚至更高，含量在74%-80%。 淀粉的化学式为(C6H10O5)n，其中n为聚合度，从几百到几千不等，有个别的支链淀粉甚至可以达到几百万。淀粉的化学结构见下图 直链淀粉结构 支链淀粉结构 根据淀粉的结构式即可看出淀粉具有众多羟基，羟基是亲水基，但是其间由氢键键合，淀粉并不溶于水，但在遇到热水的情况下，直链淀粉可溶，支链淀粉膨胀，最终淀粉成浆糊状，这种现象我们称之为淀粉的糊化，这种现象的主要原因是由于淀粉中的结晶部分被破坏，这也正是我们使淀粉糊化的目的所在。淀粉中同时含有结晶部分和非结晶部分，非结晶部分具有良好的渗透性，是化学反应发生的主要位置，为了使淀粉更好的改性，与其他成分反应， 糊化则是必不可少的。 淀粉分子上2,3,6位上的活性羟基均可发生化学反应，其中6位上的羟基优先反应。利用这些羟基，可以对淀粉进行改性，改性后的淀粉可分为氧化淀粉，醚化淀粉，接枝淀粉，交联淀粉，多元改性淀粉等。这些淀粉的用途以及性质略有不同，在多个方面应用广泛，并且优势明显。淀粉来源广泛，价格低廉，供应量大，可再生性强，并且属于现在提倡的环境友好型材料。尤其在改性之后改善了其较差的力学性能，分散性，渗透性，使得淀粉在油田，海洋，化妆品，生活用品等方面都有了广阔的前景。 三、 高吸油树脂 1．传统吸油材料分类简介 传统的吸油材料主要有无机类、有机天然系、有机合成系. (1) 无机类包括黏土、二氧化硅和石灰等，其主要用于工厂的废油和漏油处理，优点安全，价格低.但是吸油量小，同时也吸水,不容易运输。 (2) 有机天然系主要包括棉，木棉，纸浆等，用于工厂废油漏油处理，特点安全，价格低，可燃烧废弃.但是体积大，同时吸水，受压会再漏油. (3) 有机合成系包括PP织物，金属皂类，氨基酸类，应用范围较为广泛，优点是安全，可燃烧废弃，体积小，缺点则是受压漏油价格高。 根据以上总结，传统吸油材料主要是靠物理吸附，主要存在吸油量不够，受压会再次漏油等众多缺点。高吸油树脂是将亲油单体聚合形成低交联度的聚合物，这种聚合物呈三维网状结构，吸油聚合物溶胀。它具有优秀的耐高低温性能，同时吸油速度快，吸油率高，保油性好，容易储存，并且可以吸收多种类型的油脂，从而可以替代传统吸油材料。 高吸油树脂的吸油机理则是，分子交联形成三维网状结构，形成许多微孔，吸油过程中，油分子与树脂的亲油基链段进行溶剂化反应，当油分子进入网状结构足够多时，链段开始舒展，树脂发生溶胀，但是由于交联点的存在，在高分子链段伸展到一定程度后会发生回缩，知道树脂吸油平衡。交联度过高，吸油量少，保油性好，但是对油二次处理便变得困难许多，交联度过低，吸油量大，但是保油性会过差，所以应当选择较低的交联度，但同时不可过低。 2. 高吸油树脂的交联常见三种方式：化学交联，物理交联，离子交联 (1) 化学交联：通常将含有2个或2个以上不饱和键的双烯单体和亲油性单体共聚，通过共价键将分子链连接在一起，形成三维网状结构，目前化学交联所形成的网状结构最为稳定，所以在高吸油树脂方面应用最多。 (2) 物理交联：物理交联作用是靠大分子链的缠结或相互作用，作用力分为两种，其一为范德华力，链段间相互吸引进行缠结；另一种是氢键作用，链段上的羟基或其他极性基团相互吸引造成链段缠结。由于比共价键的作用力弱很多，所形成的网状结构并没有化学交联的稳定。 (3) 离子交联：长链之间通过金