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纤维素吸油材料是一种含有亲油基团的新型高分子网状聚合物的吸附材料。本论文主要研究了蔗渣纤维素与亲油性单体接枝共聚的方法,增加蔗渣纤维素表面的亲油基团,减少亲水基团,形成一种良好的亲油疏水性的高吸油材料。本论文由以下几个相对独立又密切联系的部分组成:
第一部分:以蔗渣纤维素为原料,采用自由基聚合的方法,通过甲基丙烯酸甲脂(MMA)为接枝共聚单体,在引发剂的作用下,分别研究了原料预处理、单体配比、引发剂用量、反应时间、反应温度等条件对接枝聚合产物吸油和吸水性能的影响。通过实验确定了MMA单体接枝的较好条件:选用KMnO4/H2S04为引发剂,相对蔗渣纤维原料的用量为0.06mmol/g;MMA与原料质量配比为1:1;反应温度为40℃的条件下反应3h,得到产物的吸油率为16.4g/g,吸水率为10.4g/g。
第二部分:利用蔗渣纤维与MMA单体接枝聚合后的初步产物作为原料,在引发剂BPO的作用下引发苯乙烯对原料进行第二步接枝聚合。该部分的较好反应条件为:苯乙烯与原料配比l:1.5,BPO浓度为5%,反应温度为65℃,反应时间6h,得到的产物的吸油率为24.1g/g,吸水率为8.7g/g。
第三部分:采用四因素四水平的正交试验方法,确定了在苯乙烯接枝聚合的反应中引发剂的用量是最主要的影响因素;较好的的接枝反应条件为引发剂BPO的浓度为5‰,潜交联剂N-N亚甲基双丙烯酰胺的用量为0.04g,原料与苯乙烯单体配比为1:1.5,温度在65℃,产物的吸油率为22.0g/g,吸水率为8.3g/g,常压下保油率达到70%以上。并通过FT-IR和SEM等方法对材料的结构进行了分析表征,研究了所得蔗渣纤维与MMA和苯乙烯单体接枝聚合物后结构变化。
最后,讨论了蔗渣纤维接枝共聚反应的机理和动力学原理,推导出其在反应初始阶段的表观活化能为24.32kJ kJ?mol-1,以及反应速率与温度、单体用量和引发剂浓度之间的关系:并将制备的产品与其他材料结合形成应对突发性的溢油的环境污染事故方面有效的快速处理处置工具等相关领域的应用。