鈰離子引發(fā)纖維素接枝甲基丙烯酸丁酯吸油材料的制備

哈麗丹·買買提,阿不利米提,庫爾班江·肉孜,阿里木江

(新疆大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,新疆烏魯木齊830046)

鈰離子引發(fā)纖維素接枝甲基丙烯酸丁酯吸油材料的制備

哈麗丹·買買提,阿不利米提,庫爾班江·肉孜,阿里木江＊

(新疆大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,新疆烏魯木齊830046)

以棉漿粕為基材,硝酸鈰銨/HNO3為引發(fā)劑,甲基丙烯酸丁酯(BMA)為接枝單體,N,N′-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑,采用懸浮接枝聚合反應(yīng)制備了纖維素基吸油材料。采用紅外光譜、X射線衍射、掃描電鏡、熱重分析、差示量熱等手段對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,考察了棉漿粕的引發(fā)及其后的接枝聚合反應(yīng),得到最佳工藝條件為:采用含有鈰離子的0.15 mol/L的 HNO3水溶液在45℃下將棉漿粕活化處理2.5 h后,在 HNO3水溶液及交聯(lián)劑存在下,與BMA發(fā)生接枝聚合反應(yīng);反應(yīng)配比為纖維素/引發(fā)劑/單體/交聯(lián)劑=1/0.03/1.5/0.03,聚合反應(yīng)溫度為50℃,反應(yīng)時(shí)間為24 h。所得纖維素與BMA的接枝共聚物有較高的接枝率及理想的吸油性能。

纖維素;甲基丙烯酸丁酯;接枝;吸油樹脂

0 前言

高吸油材料出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代,近十幾年得到迅速發(fā)展,是一種新型功能高分子材料[1-3],主要用于原油泄漏的處理、工廠機(jī)器滲漏油和流出油的處理、工業(yè)廢水中油分和食品廢油的處理等[4-6]。目前,高吸油性材料多采用懸浮聚合法制備[7-9],研究較多的是聚甲基丙烯酸烷基酯類樹脂,其樹脂產(chǎn)率一般都較低,長鏈烷基酯則價(jià)格昂貴。因此,利用自然界中最廣泛存在的纖維素,制取具有廣闊應(yīng)用前景的纖維素基吸油材料,以之作為治理工業(yè)及日常生活中的廢油處理劑來清除溢油,不僅會(huì)使吸油產(chǎn)品的綜合生產(chǎn)成本大幅度降低,而且由于纖維素細(xì)小的內(nèi)部結(jié)構(gòu),會(huì)使吸油材料的吸油性能得到明顯改善。同時(shí),由于纖維素材料本身優(yōu)異的可降解性,還可消除廢棄合成吸油劑對(duì)環(huán)境的污染,維護(hù)生態(tài)平衡。

纖維素是由很多D-吡喃葡萄糖彼此以β-(1-4)苷鍵連接而成的線形大分子,每個(gè)葡萄糖基環(huán)上有3個(gè)羥基,適當(dāng)處理,可獲得一定的反應(yīng)活性。本工藝采用鈰離子引發(fā)纖維素與BMA的接枝聚合反應(yīng),制備了纖維素基吸油材料,并對(duì)接枝條件與產(chǎn)品接枝率及吸油性能之間的關(guān)系進(jìn)行了初步研究。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料

纖維素棉漿粕,聚合度為576,新疆澳洋科技有限責(zé)任公司;

濃硝酸,分析純,烏魯木齊迪城化工有限公司;

硝酸鈰銨(CAN),分析純,上海躍涇化工有限公司;

BMA,分析純,天津市福晟化學(xué)試劑廠;

N,N′-亞甲基雙丙烯酰胺,化學(xué)純,天津市化學(xué)試劑研究所。

1.2 主要設(shè)備及儀器

水浴恒溫震蕩器,SHZ-88,金壇市醫(yī)療儀器廠;

紅外光譜儀,EQU INOX 55,德國B rüker公司;

掃描電子顯微鏡,1430VP,德國LEO公司;

X射線衍射儀,M 18XHF22-SRA,日本Mac Scienc公司;

熱綜合分析儀,D TA/1700,美國PE公司。

1.3 試樣制備

將纖維素棉漿粕打成絨毛狀,加入到含一定量CAN的0.15 mol/L的硝酸水溶液中,在氮?dú)獗Ｗo(hù)和攪拌條件下,于45℃下預(yù)處理2.5 h,除去多余預(yù)處理液,用大量蒸餾水洗去殘余鈰離子至p H=7.0,真空抽濾后置入150 m L錐形瓶中,加入一定量0.30 mol/L的硝酸溶液、BMA和N,N′-亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑,用氮?dú)庵脫Q空氣后封好瓶口,安置在振蕩反應(yīng)器中,在一定溫度下,以160 r/min的速度振蕩反應(yīng)一定時(shí)間后,先用大量蒸餾水洗去殘余單體、硝酸及大部分均聚物,然后將產(chǎn)物用濾紙包好放入索氏抽提器中,用丙酮/水混合溶液回流抽提24 h,除去殘余的均聚物,經(jīng)抽濾后放入干燥箱中干燥,稱重。

1.4 性能測(cè)試與結(jié)構(gòu)表征

接枝率的測(cè)定:以體積比為55/45的丙酮/水混合物為溶劑,用索氏提取器反復(fù)抽提24 h直至完全除去均聚物后,用蒸餾水洗去溶劑,烘干后稱重。

式中 W0——纖維素的干基質(zhì)量,g

W1——丙酮/水混合溶液浸提后接枝產(chǎn)品的干基質(zhì)量,g

吸油率的測(cè)定:準(zhǔn)確稱取一定量吸油產(chǎn)品裝入自制的聚酰胺袋中,浸入待測(cè)油品中,在30℃恒溫箱中靜置一定時(shí)間,充分吸油后取出,靜掛5 min,等袋上的油品滴淌干凈后,將吸油產(chǎn)品從聚酰胺袋中取出稱重,計(jì)算產(chǎn)品吸油率,如式(2)所示:

式中 Q ——吸油率,g/g

m1——吸油前樹脂的質(zhì)量,g

m2——吸油后樹脂的質(zhì)量,g

吸油速率(V)的測(cè)定:按上述方法,每隔15 min將吸油產(chǎn)品從袋中取出測(cè)其Q,連續(xù)測(cè)定數(shù)次,直至達(dá)到飽和吸油率;

將試樣與溴化鉀研磨壓片后,采用傅里葉變換紅外光譜儀進(jìn)行紅外光譜測(cè)試;

試樣經(jīng)真空噴金后,采用掃描電鏡(SEM)觀察,加速電壓為5.0 kV;

采用X射線衍射儀進(jìn)行分析,Cu靶,管電壓為40 kV,管電流100 m A,掃描速率為2°/min,掃描范圍為 1°～60°;

采用熱綜合分析儀進(jìn)行 TG分析,升溫速率為10℃/min,氮?dú)獗Ｗo(hù),升溫范圍為室溫至800℃。

2 結(jié)果與討論

2.1 紅外分析

從圖1可以看出,接枝產(chǎn)物除了保持纖維素本身的特性外,在1728、1156 cm-1處出現(xiàn)BM A 的和C—O—C伸縮振動(dòng)特征吸收峰;在1630 cm-1處出現(xiàn)強(qiáng)吸收峰,證明產(chǎn)物中有R—O—C存在;2959 cm-1處的吸收峰為長鏈烷烴的特征吸收峰;與棉漿粕相比,產(chǎn)物在1032～1050 cm-1處的吸收峰減小,說明產(chǎn)物中羥基數(shù)量減少,而3400 cm-1處的羥基吸收峰變寬,說明產(chǎn)物聚合或是交聯(lián)劑中的酰胺基影響所致。紅外分析表明,產(chǎn)物為棉漿粕與BMA的接枝共聚物。

2.2 SEM分析

從圖2可以看出,未接枝纖維素的纖維狀結(jié)構(gòu)清晰且其表面光滑;接枝纖維素仍然保持原有纖維狀結(jié)構(gòu),但其纖維表面明顯地變得粗糙且成毛刺狀。因此可以認(rèn)為纖維素表面已接上了BM A支鏈,從而賦予所得接枝聚合物以吸油能力。同時(shí),纖維素與BMA接枝后并未損壞其纖維狀結(jié)構(gòu),這對(duì)其后續(xù)的加工而言將是有利的。

2.3 XRD分析

從圖3可以看出,纖維素與其接枝共聚物的 XRD譜圖基本相似。說明接枝反應(yīng)雖然引進(jìn)了新的官能團(tuán),但纖維素組成單元基本沒有變化,接枝反應(yīng)是在纖維素?zé)o定形區(qū)內(nèi)發(fā)生的;纖維素與BMA接枝產(chǎn)物在2θ=15°、34°左右的無定形區(qū)峰值提高 ,微晶區(qū)面積增大,說明在無定形區(qū)內(nèi)發(fā)生接枝反應(yīng),也涉及結(jié)晶區(qū),使纖維素與BMA接枝共聚物比起原纖維素漿粕,結(jié)晶度有所降低。

圖1 纖維素及其與BMA接枝共聚物的紅外譜圖Fig.1 FTIR spectra fo r cellulose and cellulose grafted BMA copolymer

圖2 纖維素及其與BMA接枝共聚物的SEM照片F(xiàn)ig.2 SEM micrographs for cellulose and cellulose grafted BMA copolymer

圖3 纖維素及其與BMA接枝共聚物的XRD譜圖Fig.3 XRD spectra for cellulose and cellulose grafted BMA copolymer

2.4 熱分析

從圖4可以看出,纖維素的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為3 6 0.3℃,纖維素與BM A接枝共聚物的 Tg為319.3℃,有所下降。對(duì)于纖維素這樣非晶態(tài)-晶態(tài)高聚物,其 Tg受取向度和結(jié)晶度的影響很明顯,因此認(rèn)為纖維素與BM A接枝共聚物的取向度和結(jié)晶度低于纖維素;從吸熱峰面積大小來看,纖維素與BMA接枝共聚物轉(zhuǎn)化吸熱量高于纖維素,這說明纖維素與BM A接枝共聚物的分子結(jié)構(gòu)比纖維素緊密,這說明產(chǎn)物中有交聯(lián)結(jié)構(gòu)形成。

2.5 鈰離子引發(fā)機(jī)理及用量

目前已有不少研究者以鈰鹽為引發(fā)劑進(jìn)行乙烯基單體與纖維素的接枝共聚,其引發(fā)機(jī)理可用鈰離子引發(fā)葡萄糖產(chǎn)生自由基的機(jī)理加以說明[10-12],如圖5所示。

首先,纖維素吸附鈰鹽水溶液,在酸性介質(zhì)中氧化纖維素并在纖維素羥基間形成贅合絡(luò)合物,贅合部位可位于葡萄糖單元上的C2和C3的仲羥基之間,或者纖維素鏈端的半縮醛羥基(C1位)與相鄰C2位仲羥基之間,然后經(jīng)歧化在纖維素分子鏈上形成自由基。當(dāng)存在乙烯基單體時(shí),這些過渡態(tài)自由基可進(jìn)行穩(wěn)定的接枝。引發(fā)初期,反應(yīng)主要在纖維素?zé)o定形區(qū)和微晶區(qū)表面進(jìn)行,鈰離子消耗快,且由于半縮醛羥基反應(yīng)速度為C2、C3位仲羥基反應(yīng)速度的360倍[10],游離基位于纖維素的還原端;隨后引發(fā)反應(yīng)進(jìn)入晶區(qū)和失水葡萄糖單元的C2、C3位上,反應(yīng)速度逐漸減慢。由于半縮醛位上的自由基十分不穩(wěn)定,所以,主要的接枝部位位于纖維素鏈?zhǔn)咸烟菃卧腃2、C3位上[10]。

圖4 纖維素及其與BMA接枝共聚物的 TG及DSC曲線Fig.4 TG and DSC curves for cellulose and cellulose grafted BMA copolymer

圖5 鈰離子引發(fā)纖維素接枝聚合機(jī)理Fig.5 The grafting mechanism of cellulose initated by ceric ion

由鈰離子引發(fā)機(jī)理可以看出Ce4+的用量是影響產(chǎn)品接枝率及吸油性能的重要因素之一,故以纖維素質(zhì)量為基準(zhǔn),配制不同濃度CAN的0.15 mol/L的硝酸溶液,在其他影響因素不變的條件下,按照前述操作步驟對(duì)纖維素進(jìn)行預(yù)處理并洗去殘余CAN后,轉(zhuǎn)至錐形瓶中,加入固定量0.25 mol/L的硝酸溶液、BMA單體及N,N亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑,反應(yīng)一定時(shí)間進(jìn)行后處理,考察產(chǎn)物接枝率及其對(duì)大豆油吸油率的影響,結(jié)果如圖6所示。

圖6 Ce4+用量對(duì)接枝率和吸油率的影響Fig.6 Effect of Ce4+dosage on grafting ratio and oil abso rption

鈰離子引發(fā)纖維素接枝反應(yīng)過程如式(1)～(9)所示[13-14],在較低Ce4+濃度下,大多數(shù)Ce4+在反應(yīng)初期被吸附和還原,纖維素分子鏈上產(chǎn)生的自由基較少,加上部分發(fā)生偶合終止,故接枝率和吸油率都較低;隨著Ce4+濃度增加,被纖維素吸附還原后留下有足夠量的Ce4+引發(fā)纖維素分子鏈上產(chǎn)生自由基(即活性中心),接枝率也隨之增加,相應(yīng)地有較高的吸油率;當(dāng)Ce4+濃度超過纖維素質(zhì)量的3.0%之后,由于接枝鏈增長,反應(yīng)體系黏度增加,BMA的擴(kuò)散速度下降,加上Ce4+與纖維素分子鏈上游離基的終止反應(yīng)增加,接枝率逐漸下降,吸油率也隨之降低。因此認(rèn)為,Ce4+最佳用量為纖維素原料質(zhì)量的3.0%。

2.6 預(yù)處理溫度、時(shí)間及 HNO3水溶液濃度

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在一定范圍內(nèi)提高預(yù)處理反應(yīng)溫度有利于增加纖維素表面活性接枝點(diǎn),從而使下一步的接枝反應(yīng)順利進(jìn)行,但同時(shí)也會(huì)增大自由基的終止速率,增加體系黏度,引起負(fù)反應(yīng)。

延長纖維素預(yù)處理時(shí)間,比提高溫度更加有利于纖維素表面的均勻活化,從而使反應(yīng)接枝率更高,均一性也提高。

預(yù)處理液酸度的提高不利于纖維素接枝率的提高。由式(1)～(9)可以推斷,可能是 H+濃度的增加,使Ce3+向Ce4+的逆反應(yīng)增加,不利于絡(luò)合物的分解和隨后與單體的接枝共聚,導(dǎo)致接枝率、吸油率的下降。

因此,綜合考慮各種因素,認(rèn)為纖維素在45℃條件下,用含有鈰離子的0.15 mol/L的 HNO3水溶液活化處理2.5 h,纖維素接枝率及產(chǎn)品吸油率都可達(dá)最高值。

2.7 BMA用量

從圖7可以看出,開始時(shí)隨著BMA用量的增加,纖維素的接枝率及其對(duì)大豆油的吸油率都不斷升高。這是因?yàn)殡S著單位體積內(nèi)BMA質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,每個(gè)自由基平均引發(fā)接枝的單體數(shù)目也增加,這樣接枝率以及吸油率也就隨之上升。但是當(dāng)BM A用量超過纖維素質(zhì)量的1.5倍后,接枝率及吸油率反而呈下降趨勢(shì)。這可能是因?yàn)閱挝惑w積內(nèi)的BMA質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加到一定程度后,與接枝共聚反應(yīng)競(jìng)爭的均聚反應(yīng)幾率有所增加,這使接枝聚合物和均聚物的凝膠效應(yīng)增加,從而屏蔽纖維素上產(chǎn)生的自由基活性點(diǎn),不利于進(jìn)一步的接枝反應(yīng),所以吸油率也會(huì)下降。因此,單體與纖維素的最佳比值為1.5∶1。

圖7 BMA用量對(duì)接枝率和吸油率的影響Fig.7 Effect of BMA dosage on grafting ratio and oil abso rption

2.8 接枝反應(yīng)溫度

從圖8可以看出,對(duì)于自由基反應(yīng),升高反應(yīng)溫度,可使引發(fā)、增長等反應(yīng)速率常數(shù)升高,有利于纖維素的接枝反應(yīng),產(chǎn)品的接枝率提高,吸油率升高。但同時(shí),升高反應(yīng)溫度,一方面會(huì)提高自由基的終止速率,引起負(fù)反應(yīng),另一方面,聚合速度過快,BMA與纖維素不易形成有效的網(wǎng)絡(luò)容積,從而使材料吸油能力下降。因此吸油率存在一個(gè)最高值,反應(yīng)溫度在50℃時(shí)所得產(chǎn)品的吸油率最大。

圖8 接枝反應(yīng)溫度對(duì)接枝率和吸油率的影響Fig.8 Effect of temperature on grafting ratio and oil abso rption

2.9 接枝反應(yīng)時(shí)間

從圖9可以看出,反應(yīng)時(shí)間對(duì)纖維素接枝反應(yīng)的影響主要反映在接枝反應(yīng)的初始階段,溶液中的單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大,反應(yīng)速度較快,反應(yīng)的接枝率大幅提高,但可能在短時(shí)間內(nèi),接枝產(chǎn)品的交聯(lián)密度不夠,產(chǎn)品在油品中有溶解現(xiàn)象,因此,產(chǎn)品吸油率不高。隨著反應(yīng)時(shí)間增加,BMA基本消耗完畢,接枝率維持一個(gè)定值,說明接枝反應(yīng)已經(jīng)進(jìn)入了后期的終止階段,此時(shí),產(chǎn)品吸油倍率達(dá)到最高。隨著反應(yīng)時(shí)間繼續(xù)加長,雖然纖維素的接枝率變化不大,但可能是在纖維素接枝產(chǎn)品的表面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)過于密集,導(dǎo)致吸油率降低,因此,綜合考慮接枝率及產(chǎn)品吸油率,認(rèn)為反應(yīng)時(shí)間為24 h最理想。

圖9 接枝反應(yīng)時(shí)間對(duì)接枝率和吸油率的影響Fig.9 Effect of reaction time on grafting ratio and oil abso rp tion

2.10 交聯(lián)劑用量

交聯(lián)劑是影響吸油材料網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素,如果纖維素表面沒有形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),即使有較高的接枝率,也因?yàn)橛H油單體在油中的部分溶解而達(dá)不到最佳吸油率。因此,改變N,N亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑用量,在上述最佳反應(yīng)條件下,考察交聯(lián)劑用量對(duì)產(chǎn)品吸油率的影響,結(jié)果如圖10所示。

圖10 交聯(lián)劑用量對(duì)產(chǎn)品吸油率的影響Fig.10 Effect of crosslinkers content on the oil abso rp tion

從圖10可以看出,交聯(lián)劑用量太少,因產(chǎn)品不能形成很好的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),在油中會(huì)溶解一部分,因此,吸油率較低;當(dāng)交聯(lián)劑用量太大時(shí),因產(chǎn)品交聯(lián)密度過大,高分子網(wǎng)絡(luò)容積減少,使產(chǎn)品的吸油率下降。當(dāng)交聯(lián)劑用量為纖維素用量的3%時(shí),產(chǎn)品吸油率最高。

2.11 纖維素基吸油材料對(duì)不同油品的吸收效果

選擇最佳反應(yīng)工藝條件:棉漿粕在45℃條件下,用含有鈰離子的0.15 mol/L的 HNO3水溶液活化處理2.5 h后接枝BMA,反應(yīng)物質(zhì)量比為纖維素/引發(fā)劑/單體/交聯(lián)劑 =1/0.03/1.5/0.03,反應(yīng)溫度為50℃,反應(yīng)時(shí)間為24 h,纖維素與BM A接枝共聚物吸油材料對(duì)各種油品的吸油效果如表1所示。

表1 纖維素與BMA接枝共聚物的吸油效果Tab.1 Oil abso rp tion abilities of cellulose grafted BMA copolymer

從表1可以看出,產(chǎn)物對(duì)大豆油和二氯甲烷的吸油率較高,說明該吸油材料對(duì)黏度較大和極性較強(qiáng)的油品有較高的吸油率;產(chǎn)物對(duì)各種油品均有較高的吸油速率。

傳統(tǒng)的植物纖維吸油材料,如木棉纖維,是依靠自身的空隙,利用毛細(xì)管原理吸收油[15];化學(xué)合成的吸油樹脂是利用自身具有疏水親油的特征和聚合物分子間的空隙包藏吸油,或者是利用范德華力通過親油基對(duì)油分子的親合力作用,將油吸收到樹脂的內(nèi)部而后自身發(fā)生溶脹來吸油[16];而纖維素接枝親油單體制備的吸油材料,具有傳統(tǒng)吸油材料和合成吸油樹脂的特點(diǎn),利用范德華力通過親油基對(duì)油分子的親合力作用將油吸入纖維內(nèi)部,或著利用親油基和油分子間的相互融合、相互反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)鍵,將油分子吸附在纖維表面。因此,影響此類吸油材料吸油效果的因素主要有產(chǎn)品的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)、油品種類和黏度等。

3 結(jié)論

(1)與纖維素相比,接枝聚合物有交聯(lián)結(jié)構(gòu)形成,結(jié)晶度降低,但仍保持原有的纖維狀結(jié)構(gòu);

(2)最佳的制備工藝條件為:棉漿粕放入含鈰離子的0.15 mol/L的 HNO3水溶液中,在45℃條件下活化處理2.5 h,洗去殘余鈰離子后,在交聯(lián)劑存在下,在HNO3水溶液與BMA接枝聚合。反應(yīng)物質(zhì)量比為纖維素/引發(fā)劑/單體/交聯(lián)劑=1/0.03/1.5/0.03,反應(yīng)溫度為50℃,反應(yīng)時(shí)間為24 h;

(3)在上述工藝條件下,所制備出的纖維素與BMA接枝共聚物有較高的接枝率及理想的吸油性能,其吸油原理可能是利用范德華力通過親油基對(duì)油分子的親合力作用,將油吸入纖維內(nèi)部,或著利用親油基和油分子間的相互融合、相互反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)鍵,將油分子吸附在纖維表面。

[1] Blaney,Carol A.Oil-so rbing A rticle and Methods for Making and Using Same:US,5834385[P].1998-11-10.

[2] 張高奇,周美華,梁伯潤.高吸油樹脂的研究與發(fā)展趨勢(shì)[J].化工新型材料,2002,30(1):29-31.

[3] Zhou M,Ha C,Cho W.Synthesis and Properties of High Oil-absorptive Network Polymer 4-Tert-Butylstyene-SBR Divnylbenzene[J].Journal of Applied Polymer Science,2001,81:1277-1285.

[4] 周洪洋,侯影飛,李春虎.吸附劑在含油廢水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].工業(yè)水處理,2009,29(2):1-5.

[5] 黃岐善,翁志學(xué),黃志明.高吸油樹脂緩釋動(dòng)力學(xué)研究[J].高分子材料科學(xué)與工程,2002,18(1):79-82.

[6] 封 嚴(yán),肖長發(fā).高吸油樹脂的進(jìn)展及應(yīng)用[J].上海環(huán)境科學(xué),2004,23(2):87-89.

[7] Weng Zhixue.The Synthesisand App lication of High Oilabso rbing Resin[J].China Synthetic Resin and Plastics,2003,20(6):66-69.

[8] 于 波,衛(wèi)秀成,李培勛.聚氯乙烯接枝丙烯酸丁酯型吸油樹脂的合成與性能[J].高分子材料科學(xué)與工程,2005,21(4):113-116.

[9] 潘祖仁,翁志學(xué),黃志明.懸浮聚合[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1997:33.

[10] Pottenger C R,Johnson D C.Mechanism of Cerium(IV)Oxidation of Glucose and Cellulose[J].J Polym Sci:Part A-1,1970,8(1):301-318.

[11] Kulkarni A Y,Mehta PC.Oxidation of Cellulose by Ceric Ion[J].J Polym Sci:Part B,1967,(5):209-215.

[12] Ogiara Y,Kubota M.The Mechanism of Consump tion of Ceric Salt with Cellulose M aterials[J].J Polym Sci:Part A-1,1968,(6):1489-1499.

[13] Kubota H,Ogiwara Y.Effectof Lignin in Graft Copolymerization of Methyl Methacylate on Cellulose by Ceric Ion[J].J App l Polym Sci,1969,(13):1569.

[14] Jean M D.Grafting of Acrylic Acid to Cellulose and Resulting Mo rphology and Properties[D].Raleigh:No rth Carolina State Univ,1984.

[15] 肖偉洪,王麗華,丁海新,等.天然多孔燈心草對(duì)柴油和機(jī)油的吸附實(shí)驗(yàn)研究[J].江西化工,2005,(2):68-70.

[16] 陸晶晶,周美華.吸油材料的發(fā)展[J].東華大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2002,28(1):126-130.

Preparation of Cellulose Grafted Butyl Methacrylate Oil Absorbing Resins In itiated by Ceric Ion

Halidan Mamat,Ablimit,Kurbanjian Rouz,Alim jian＊
(Institute of Chemistry and Chemical Industry,Xinjiang University,Urumqi 830046,China)

Cellulose based oil abso rbing resins were prepared via grafting cotton pulp with poly(butylmethacrylate),and were characterized using FTIR,XRD,SEM,TG and DSC.Effects of the pre-process of the base co tton pulp and the condition of graft copolymerization were investigated,the found op timal preparation procedure was:the cotton pulp was first activated with a 0.15 mol/L HNO3solution containing ceric ion at 45℃for 2.5 h,then grafted with butyl methacrylate at 50 ℃for 24 h in presence of a crosslinker N,N′-methylene-bis-acrylamide.The weight ratios of cellulose/initiator/monomer/crosslinker should be 1/0.03/1.5/0.03.Based on above conditions,high grafting ratio could be reached and result in excellent oil-absorbing property.

cellulose;butylmethacrylate;grafting;oil absorbing resin

TQ321.22

B

1001-9278(2010)10-0055-07

2010-07-20

新疆烏魯木齊市科技局“種子基金”資助項(xiàng)目(K08141015)

＊聯(lián)系人,halidan2010@sina.com.cn