一种苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的高吸油材料、制备方法及应用与流程

本发明涉及功能高分子，尤其涉及一种苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的高吸油材料、制备方法及应用。

背景技术：

1、随着工业的迅速发展，石油及其衍生物的开采、运输和使用日益频繁。因此，每年都会发生溢油和有机溶剂泄漏，在世界范围内造成严重的环境、生态和健康问题，特别是对海洋环境造成危害。此外，核工业的快速发展也产生了大量的放射性有机废液。特别是用于核燃料和乏燃料后处理(purex流程)中，大量使用煤油稀释的磷酸三丁酯(tbp)作为溶剂萃取技术的萃取剂。因此，开发高效的技术和材料来去除和回收水中的油和有机溶剂是非常重要的。最常用的溢油清理技术包括:物理方法(围油栏、撇油器、吸附剂)，化学方法(分散剂、固化剂、原位燃烧)，和生物修复法。其中，化学方法和生物修复被认为是不可恢复的方法，而物理方法被认为是可恢复的方法。此外，化学方法对环境不友好，因为使用有毒化学材料以及产生有毒排放物。生物修复使用特定的微生物(如细菌、藻类和真菌)来降解石油，这需要很长时间，而且有外来物种入侵的风险。因此，基于物理技术的方法被认为是最优的方法。特别是利用吸油剂回收水中溢油，因其简单、环保、低成本、可循环利用等优点，成为最具吸引力的方法。

2、目前，各种无机材料(如沸石、二氧化硅和活性炭)、天然材料(如稻草、棉花和果皮)和合成材料已被用作吸油剂用于溢油回收。无机材料和天然材料一般表现出吸油能力低、油选择性差、回收难等特点。有的还容易沉到底部，给收集带来困难。相反，人工合成的吸附剂，通常是人工合成高分子，往往具有固有的疏水性，很大的吸油能力，良好的选择性和可重复使用。合成材料根据吸附机理又可以分为两类。一类是通过表面吸附和毛细作用来吸附油的多孔材料，通常表现出优异的吸油能力，并且通过压缩可以实现油的挤出回收；但其蓄油能力差，在输送过程中可能造成二次污染，尤其是针对放射性有机液体的情况下。另一类为通过溶胀作用吸收油的共聚物或交联聚合物，其具有良好保油能力，可避免二次污染，在一些特定的场合具有良好的应用前景。

3、目前常见的吸油高分子主要基于聚(甲基)丙烯酸酯树脂和聚烯烃类树脂，其合成方法往往是通过复杂的单体聚合方式，操作流程长、聚合产率不高、人工和材料成本高，此外还存在吸油容量不高、吸油后易成泥状而难以回收利用等问题。例如，专利cn1095727a以丙烯酸及其酯类为单体通过自由基引发聚合合成吸油树脂，对氯仿吸油量分别为24.84g/g；专利cn104628926a以氯甲基苯乙烯和苯乙烯为聚合单体进行自由基悬浮聚合合成吸油树脂，对硝基苯吸附倍率最高为35倍；专利cn111057182a以甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯为单体，在引发剂、交联剂、致孔剂、分散剂条件下制备的吸油树脂微球，对二氯甲烷和柴油的吸油量分别为33.48和7.42g/g。

技术实现思路

1、本发明的技术目的在于提供一种苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的高吸油材料、制备方法及应用。

2、为了实现上述技术目的，本发明提供的技术方案为：

3、一种苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的高吸油材料，包括如下按质量份数计的组分：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物100份，多巯基交联剂0.5-15份，光引发剂0.5-5份。

4、进一步的，所述多巯基交联剂包括巯基丙基甲基硅氧烷均聚物、巯基丙基甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯的一种或多种。

5、进一步的，所述光引发剂包括2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2,4,6-(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟环己基苯酮中的一种或多种，优选为2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯。

6、本发明的另一方面提供一种苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的高吸油材料的制备方法，包括如下步骤：

7、步骤1：将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物溶于溶剂中，加入光引发剂和多巯基交联剂，混合均匀后，转移至玻璃皿中静置得到平坦的表面，再在光照条件下固化，发生烯烃与巯基的巯-烯点击反应，得到有机凝胶；

8、步骤2：将步骤1得到的有机凝胶浸泡于乙醇中排出溶剂，再将有机凝胶取出并真空干燥，得到苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的高吸油材料。

9、进一步的，所述步骤1中，所述溶剂包括均三甲苯，甲苯，二氯甲烷，四氢呋喃，环己烷中的一种或多种，优选均三甲苯。

10、进一步的，所述光照条件包括紫外固化灯、氙灯光源、自然太阳光照。

11、本发明的另一方面提供一种苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的高吸油材料在吸油中的应用。

12、本发明具有如下有益效果：

13、1、本发明高吸油材料具有高吸油能力和选择性，吸油后能保持其结构不成泥状且漂浮在水面上、易于收集，并具有优异的保油能力、良好的可重复使用性等优点。

14、2、本发明利用光交联苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的烯烃与多巯基交联剂的巯基之间发生光促进的巯-烯点击反应得到交联高分子，其制备方法简单方便、原料易于获取，成本低廉。

15、3、本发明公开的高吸油材料可适用于有机溶剂、油类泄露应急处理，以及放射性有机废液吸收固化等应用场景。

技术特征：

1.一种苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的高吸油材料，其特征在于，包括如下按质量份数计的组分：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物100份，多巯基交联剂0.5-15份，光引发剂0.5-5份。

2.根据权利要求1所述一种苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的高吸油材料的制备方法，其特征在于，所述多巯基交联剂包括巯基丙基甲基硅氧烷均聚物、巯基丙基甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯的一种或多种。

3.根据权利要求1所述一种苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的高吸油材料的制备方法，其特征在于，所述光引发剂包括2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2,4,6-(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟环己基苯酮中的一种或多种，优选为2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯。

4.一种制备如权利要求1-3任一所述的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的高吸油材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述一种苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的高吸油材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，所述溶剂包括均三甲苯，甲苯，二氯甲烷，四氢呋喃，环己烷中的一种或多种，优选均三甲苯。

6.根据权利要求4所述一种苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的高吸油材料的制备方法，其特征在于，所述光照条件包括紫外固化灯、氙灯光源、自然太阳光照。

7.如权利要求1所述一种苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的高吸油材料在吸油中的应用。

技术总结
本发明公开了一种苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物的高吸油材料、制备方法及应用，具体利用光交联苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物的烯烃与多巯基交联剂的巯基之间发生光促进的巯‑烯点击反应得到交联高分子。该方法具有制备简单方便、原料易于获取、具有高吸油能力和选择性、吸附前后漂浮在水面上、可重复使用性好、成本低等优点。

技术研发人员：黄德顺,岳国宗,朱婧,廖非易
受保护的技术使用者：中国工程物理研究院材料研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/9/29