一種醋酸纖維素接枝聚羥基脂肪酸酯制備超吸油材料的方法
【技術領域】
[0001]本發明公開了一種醋酸纖維素接枝聚羥基脂肪酸酯制備超吸油材料的方法，屬于吸油材料領域。
【背景技術】
[0002]隨著世界工業的不斷發展，油污排放日益增加，油品泄漏的途徑和機會也越來越多，特別是海上航運造成的大規模泄漏油事故。傳統的吸油材料如棉花、海綿、粘土等無論在產量上還是性能上都不能滿足當前的需要。高吸油樹脂是近年來發展起來的一類新型功能高分子材料，與傳統的吸油材料相比，它具有吸油種類多、基本不吸水、體積小、吸油速率快，回收方便等特點。縱觀目前合成的高吸油樹脂以人工合成高分子材料居多，其中又以聚乙烯、丙烯酸酯類、苯乙烯類單體的共聚合為主，雖然它們的吸油量較高，但在其處理與處置過程中(如焚燒、填埋等)會污染環境，如焚燒會產生各種有害氣體，污染大氣，若填埋，則由于它們一般均為不可生物降解可難降解物質，會污染土壤和地下水資源。吸油材料一旦用于處理溢油，則它們最終必須要能夠從水面上回收。
[0003]聚羥基脂肪酸酯是廣泛存在于微生物體內的一類高分子生物聚酯，在生物體內主要作為碳源和能量的貯藏物質。聚羥基脂肪酸酯與傳統的、以石油為原料合成的塑料具有相似的材料學性質，但可以用可再生的資源合成，并且具有生物可降解性、生物相容性和不依賴化石資源等特性，可以完全降解進入自然界的生態循環具有廣闊的應用前景。

【發明內容】

[0004]本發明主要解決的技術問題:針對目前人工合成聚合物吸油材料，如丙綸、尼龍、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯等，這些物質極難生物降解，有的甚至在數百年內都不能降解，這些材料吸油后處置十分困難，燃燒后會產生有毒有害氣體如氮氧化物和二噁英等，導致嚴重的二次污染的問題，提供了一種醋酸纖維素接枝聚羥基脂肪酸酯制備超吸油材料的方法，本發明利用醋酸纖維素和聚羥基脂肪酸酯為原料，先制備醋酸纖維素，并對纖維表面進行疏水親油改性，再接枝在聚羥基脂肪酸酯上，制得超吸油材料，本發明的改性醋酸纖維素和聚羥基脂肪酸酯都具有親油性，而且可以完全生物降解，避免二次污染的發生，制得吸油材料吸附能力強，可快速吸收各種油脂，因其密度低，能浮在水面上進行回收、處理。
為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:
(1)稱取100?200g干燥的秸桿，將其粉碎、過100?120目篩，得秸桿粉末，將按固液比
I: 10加入酸液，所述的酸液為冰醋酸和乙酸酐按體積比1:1混合的液體，攪拌后再向其中加入10?15mL質量分數90%硫酸，充分攪拌攪拌，將攪拌后的混合液置于三口燒瓶中，并放入水浴鍋中，升高溫度至70?80°C，攪拌反應4?6h，反應結束后冷卻至室溫；
(2)將上述冷卻后的混合物加入到離心機中，在5000?6000r/min轉速下離心分離，取上清液，并在105?110 °C下進行蒸餾I?2h，將蒸餾后的液體用蒸餾水進行清洗直至固體完全析出，抽濾，將濾餅用蒸餾水清洗2?3次后干燥、粉碎，將粉末按固液比1:5加入石油醚，過濾得濾餅，將濾餅再按固液比1:3再按固液比1:3加入二氯甲烷中，攪拌溶解，向其中按體積比1.1: 1.5加入無水乙醇，有固體析出，抽濾，將濾餅烘干，即可得到醋酸纖維素；
(3)將上述醋酸纖維素按固液比1:10分散在N，N-二甲基甲酸胺中，向分散液中加入總質量8?10%乙酸酐，放入水浴鍋中，設定溫度50?60°C，并加入濃度為0.5mol/L氫氧化鈉溶解調節PH為7.5?8.0，攪拌反應2?3h，反應結束后離心分離，得改性納米纖維素，再分別用濃度0.lmol/L鹽酸溶液和無水乙醇多次洗滌，將洗滌后的固體冷凍干燥，即可得到改性醋酸纖維素；
(4)取上述干燥后改性醋酸纖維素放入按1:20?1:30加入N，N-二甲基乙酰胺溶劑中，在80?10Hz的功率下超聲分散25?30min，使醋酸纖維素在溶劑中均勻分散，再向分散液中加入總質量15?20%的聚羥基脂肪酸酯，先在80?100r/min的條件下搖床振蕩26?30h，再向振蕩后混合液中加入總質量5?8%引發劑偶氮二異丁氰，并置于三口燒瓶中，在68?75°C下攪拌反應4?6h;
(5)將上述反應結束后冷卻至室溫，靜置脫泡處理8?10h，將脫泡后的反應液按體積比1:8加入去離子水中，有固體析出，抽濾，將濾餅分別用蒸餾水和無水乙醇清洗3?5次，清洗后放入烘箱中，在45?50°C下干燥，干燥完全后取出用機械研磨成粉末即可。
[0005]本發明制備的方法:本發明制得的超吸油材料可以應用于海上或陸地水域水表面溢油的回收，對含油廢水處理，也可對車間油污染清除，港口污染治理等方面，稱取本發明制得的吸油材料裝入帶蓋的玻璃容器中，向容器中加入大豆油，在室溫下靜置20?50min后，經200目的銅網過濾并稱重，吸油倍率25.6?30.5g/g。
[0006]本發明的有益效果是:
(1)本發明的醋酸纖維素和聚羥基脂肪酸酯都可以完全生物降解，可以避免二次污染的發生，無毒無味；
(2)本發明制得吸油材料吸附能力強，可快速吸收各種油脂；
(3)本發明不僅生產成本低，而且其密度低，能浮在水面上進行回收、處理。
【具體實施方式】
[0007]首先稱取100?200g干燥的秸桿，將其粉碎、過100?120目篩，得秸桿粉末，將按固液比1:10加入酸液，所述的酸液為冰醋酸和乙酸酐按體積比1:1混合的液體，攪拌后再向其中加入10?15mL質量分數90%硫酸，充分攪拌攪拌，將攪拌后的混合液置于三口燒瓶中，并放入水浴鍋中，升高溫度至70?80°C，攪拌反應4?6h，反應結束后冷卻至室溫;將冷卻后的混合物加入到離心機中，在5000?6000r/min轉速下離心分離，取上清液，并在105?110°C下進行蒸餾I?2h，將蒸餾后的液體用蒸餾水進行清洗直至固體完全析出，抽濾，將濾餅用蒸餾水清洗2?3次后干燥、粉碎，將粉末按固液比1:5加入石油醚，過濾得濾餅，將濾餅再按固液比1:3再按固液比1:3加入二氯甲烷中，攪拌溶解，向其中按體積比1.1: 1.5加入無水乙醇，有固體析出，抽濾，將濾餅烘干，即可得到醋酸纖維素;將醋酸纖維素按固液比1:10分散在N，N-二甲基甲酸胺中，向分散液中加入總質量8?10%乙酸酐，放入水浴鍋中，設定溫度50?60 0C，并加入濃度為0.5mol/L氫氧化鈉溶解調節pH為7.5?8.0，攪拌反應2?3h，反應結束后離心分離，得改性納米纖維素，再分別用濃度0.lmol/L鹽酸溶液和無水乙醇多次洗滌，將洗滌后的固體冷凍干燥，即可得到改性醋酸纖維素;取干燥后改性醋酸纖維素放入按1:20?1:30加入1^二甲基乙酰胺溶劑中，在80?100取的功率下超聲分散25?3011^11，使醋酸纖維素在溶劑中均勻分散，再向分散液中加入總質量15?20%的聚羥基脂肪酸酯，先在80?100r/min的條件下搖床振蕩26?30h，再向振蕩后混合液中加入總質量5?8%引發劑偶氮二異丁氰，并置于三口燒瓶中，在68?75°C下攪拌反應4?6h;將反應結束后冷卻至室溫，靜置脫泡處理8?10h，將脫泡后的反應液按體積比1:8加入去離子水中，有固體析出，抽濾，將濾餅分別用蒸餾水和無水乙醇清洗3?5次，清洗后放入烘箱中，在45?500C下干燥，干燥完全后取出用機械研磨成粉末即可。
[0008]實例I
首先稱取10g干燥的秸桿，將其粉碎、過100目篩，得秸桿粉末，將按固液比1:10加入酸液，所述的酸液為冰醋酸和乙酸酐按體積比1:1混合的液體，攪拌后再向其中加入1mL質量分數90%硫酸，充分攪拌攪拌，將攪拌后的混合液置于三口燒瓶中，并放入水浴鍋中，升高溫度至70°C，攪拌反應4h;將冷卻后的混合物加入到離心機中，在5000r/min轉速下離心分離，取上清液，并在105°C下進行蒸餾lh，將蒸餾后的液體用蒸餾水進行清洗直至固體完全析出，抽濾，將濾餅用蒸餾水清洗2次后干燥、粉碎，將粉末按固液比1:5加入石油醚，過濾得濾餅，將濾餅再按固液比1:3再按固液比1:3加入二氯甲烷中，攪拌溶解，向其中按體積比1.1:
1.5加入無水乙醇，有固體析出，抽濾，將濾餅烘干，即可得到醋酸纖維素;將醋酸纖維素按固液比I: 10分散在N，N-二甲基甲酸胺中，向分散液中加入總質量8%乙酸酐，放入水浴鍋中，設定溫度50°C，并加入濃度為0.5mol/L氫氧化鈉溶解調節pH為7.5，攪拌反應2h，反應結束后離心分離，得改性納米纖維素，再分別用濃度0.lmol/L鹽酸溶液和無水乙醇多次洗滌，將洗滌后的固體冷凍干燥，即可得到改性醋酸纖維素;取干燥后改性醋酸纖維素放入按1: 20加入N，N-二甲基乙酰