新型聚碳酸酯类有机凝胶聚合物的制备及吸附性能研究

摘要

高吸油性树脂(SOAR)，作为一种新型的高分子材料，由于对油类化合物具有良好的吸附性能，溶胀之后形成的吸附态凝胶具有良好的可循环利用性与稳定性，能广泛应用于工业、食品以及环保等多领域而得到广泛关注。
　　本论文旨在开发合成系列新型的聚碳酸酯凝胶类树脂，并尝试将其应用于有机污染物的处理。具体研究内容如下:
　　第一，以酯交换为基础，先通过二醇(1，4-丁二醇(BD);1，5-戊二醇(PD）;1，6-己二醇(HD)或1，4-苯二甲醇(BMD））与碳酸二甲酯(DMC)合成得到聚碳酸酯(PXC∶PBC;PPC;PHC或PBMC)，再分别与1，3，5-苯三羧酸三甲酯(BTB)反应的两步法交联聚合生成新型的聚碳酸酯类有机凝胶聚合物PXC-BTB(PBC-BTB;PPC-BTB;PHC-BTB或PBMC-BTB);同时，在通过FT-IR、1HNMR与PXRD等表征手段对聚碳酸酯类有机凝胶聚合物进行结构表征的基础上，研究了其溶胀性能、可回收利用性以及稳定性。
　　第二，直接采用二醇(1，4-丁二醇(BD);1，5-戊二醇(PD);1，6-己二醇(HD)或1，4-苯二甲醇(BMD))与DMC预处理后产物OX(OB;OP;OH或OBM)再与BTB的三元酯交换一步法交联聚合生成新型的聚碳酸酯类有机凝胶聚合物OX-BTB(OB-BTB;OP-BTB;OH-BTB或OBM-BTB);再利用FT-IR与PXRD等表征手段对其结构表征的基础上，分别测定其溶胀性能、可回收利用性以及稳定性。为进一步提高代表性OB-BTB的应用性能，工艺条件优化结果如下:摩尔比n(BD)∶n(DMC)∶n(BTB)=1∶1.5∶20;后处理阶段碱性催化剂CH3ONa为15mol％(相对于BTB)，反应温度从150℃至190℃(18h)程序升温;所得到的OB-BTB溶胀度能进一步提高到3060％。
　　第三，分别将PBC-BTB应用于水油分离模拟实验，将OH-BTB应用于水中微量污染物处理模拟实验，均充分证明了本文合成的聚碳酸酯类有机凝胶聚合物树脂快速吸附、良好的分离能力以及重复利用的潜在优势。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2．1 交联聚合物的结构性质

1．2．2 交联聚合物的分类

1．2．3 吸油性树脂的特点

1．3 高吸油性树脂合成的研究进展

1．3．1 高吸油性树脂的聚合单体

1．3．2 高吸油性树脂的交联方式

1．4 研究意义、思路及内容

1．4．1 研究意义

1．4．2 研究思路与内容

第二章 两步法合成聚碳酸酯类有机凝胶聚合物的制备与表征

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验试剂及仪器

2．2．2 测试与表征

2．2．3 两步法合成聚碳酸酯类有机凝胶聚合物的制备

2．2．4 两步法合成聚碳酸酯类有机凝胶聚合物溶胀性能测试

2．3 结果与讨论

2．3．1 两步法合成聚碳酸酯类有机凝胶聚合物的制备

2．3．2 两步法合成聚碳酸酯类有机凝胶聚合物的表征

2．3．3 两步法合成聚碳酸酯类有机凝胶聚合物溶胀性能分析

2．4 本章小结

第三章 一步法合成聚碳酸酯类有机凝胶聚合物的制备与表征

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验试剂及仪器

3．2．2 测试与表征

3．2．3 一步法合成聚碳酸酯类有机凝胶聚合物的制备

3．2．4 两步法合成聚碳酸酯类有机凝胶聚合物溶胀性能测试

3．3 结果与讨论

3．3．1 一步法合成聚碳酸酯类有机凝胶聚合物的制备

3．3．2 一步法合成聚碳酸酯类有机凝胶聚合物的表征

3．3．3 一步法合成聚碳酸酯类有机凝胶聚合物溶胀性能分析

3．3．4 一步法合成聚碳酸酯类有机凝胶聚合物的工艺优化

3．5 本章小结

第四章 两类聚碳酸酯类有机凝胶聚合物的实际应用

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验试剂及仪器

4．2．2 测试与表征

4．2．3 两种污染问题的模拟实验

4．3 结果与讨论

4．3．1 海上、海底泄油处理(水油分离)模拟实验

4．3．2 水中微量污染物处理模拟实验

4．4 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 本文创新点

5．3 展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢