聚氨酯吸油材料的研究进展
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摘 要：讨论了近年来聚氨酯吸油材料的研究成果和专利，对其制备和再生方法进行了归纳。同時阐述了聚氨酯吸油材料应用的现状，并针对其局限性对其具体应用提出了建议。
关键词：聚氨酯;吸油材料;疏水亲油;重复利用
1 绪论
随着石油及其产品需求量的增多，其开采、存储、提炼、运输和使用过程中对水的污染日益严重，如石油及其产品的泄露、化工产业废水排放不当、危险废物受雨水冲刷、有机化学试剂泄露、染料废水排放不当等。含油废水会对水生动植物、旅游产业等产生消极影影响，并直接或间地接对人体造成危害。传统无机吸油材料由于其吸附效率低、易饱和、不易重复利用等局限性，逐渐被新产品所取代。人们受到吸水树脂的启示研制出了高吸油树脂，高效、功能性强、用途广泛的高吸油树脂逐渐进入研究人员视野。
聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称，其可以作为橡胶、防水材料、黏合剂、合成皮革等多种产品的原材料。聚氨酯吸油材料作为高吸油树脂的一种，是典型的多孔吸附材料，其综合了多孔材料的大比表面积、高孔隙率、孔洞互通的特点，以及高分子的材料特性、柔性材料的阻尼特性，其高吸油效率、高重复利用率使其拥有广阔的发展前景。本文通过对近年来聚氨酯吸油材料的研究与制备进行讨论，以期为其发展及研究方向提供参考。
2 聚氨酯吸油材料的制备
聚氨酯泡沫材料的多孔机构使其吸附性能非常显著，且在吸附饱和后更易解吸，重复利用率更高。魏徵[1]等制备了两种聚氨酯泡沫吸油材料，通过提高孔径尺寸将新材料的开通率提高，提高其吸油效率，同时证明了高开孔率对聚氨酯泡沫吸油材料吸油性能的积极影响。
但弹性多孔的聚氨酯泡沫材料在结构上含有极性基团，使其具有一定的亲水性，所以在吸油的同时也会吸水，所以需要加强其亲油疏水性。祝丽荔、张振江[2]等通过在聚氨酯泡沫上接枝甲基丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸十二酯、丙烯酸十八酯种的一种或两种的混合物来提高聚氨酯泡沫疏水亲油性能，接枝单体质量是聚氨酯泡沫质量的20%～100%。接枝过程中，还在反应釜内加入了聚氨酯泡沫质量2%～15%的引发剂、泡沫质量5%～50%的接枝助剂、泡沫质量0.05%～2%的交联剂。该种吸油材料对氯仿、92#汽油、二甲苯、液体石蜡和石油醚的平衡吸附时间均小于3min;循环吸附50次后，吸附倍率下降不超过7%。盛英健、张振江[3]等人提出了新的制备工艺，将硅烷接枝到粗化后的聚氨酯泡沫上得到功能化聚氨酯泡沫，再将其浸渍到含异氰酸酯基团的有机硅烷溶液中反应30-120min，经乙醇洗涤后可得到超疏水亲油的聚氨酯泡沫吸油材料。其对氯仿、92#汽油、正己烷、石油醚循环吸附100次后的吸油倍率与初始吸油倍率制备均维持在90%以上。
3 聚氨酯吸油材料的再生
相对于无机材料或生物质材料等传统的吸油材料，聚氨酯吸油材料制备成本更高，所以对其重复利用率提出了更高的要求。高重复利用率在间接降低生产成本的同时，还可以根据吸附对象的品类进行选择性处理或回收。常用的再生方法如热脱附法、溶剂置换法、蒸馏法、表面活性剂法等各自均存在优势和局限性，所以要对具体的吸附材料及吸附对象采用恰当的再生方法。
常梦洁[4]等利用Fe3O4的磁力特性，使聚氨酯吸油材料具备磁响应能力，为吸油材料的脱附和再生提供了便利。武元鹏[5]等在聚氨酯泡沫材料上修饰了羧甲基纤维素钠、Fe3+，新材料同样具备磁性和磁分选特性。张振江[3]等通过接枝官能团增加了聚氨酯材料的疏水性，在其饱和后，仅通过挤压等简单操作便可实现媳妇对象的脱附。孔丽颖[6]等通过改性提升了原材料的耐热性，使其在使用热脱附法或蒸馏法进行再生时，降低了再生过程对吸油材料及其吸油性能的影响。
4 结论
首先，聚氨酯吸油材料应针对其利用效率继续改进。可以对于现有吸油材料的局限性进行有针对性的改良，重点提升其吸附效率和重复利用率。另外，吸油材料的研究并不局限于聚氨酯材料，在改良现有吸油材料的同时，还要探索其他高效、廉价、易得的基础材料或废弃物，并在其基础上改性以获得超疏水亲油、重复利用率高的新型吸附材料。
其次，针对其局限性，尤其是聚氨酯吸油材料作为高吸油树脂的一种，其难降解的缺点需要引起重视。目前大部分聚氨酯吸油材料的研究进展仅局限于实验室阶段，在吸附过程结束后均可100%回收，但在大规模应用过程中情况可能会有所不同。所以在现有聚氨酯吸油的材料的具体应用过程中，在吸附过程结束后，要严格保证吸油材料的回收，避免二次污染。所以还要继续研究新材料，简化吸油材料的回收步骤，同时，也要对现有吸油材料的具体应用进行探索。
随着各种吸油材料的广泛应用，聚氨酯吸油材料的应用不应再局限于传统的应用场景，应在更多方面体现其价值。其既可以用于少量有机溶剂回收，也可用于大面积的溢油事故和大体积的工、农业及生活含油废水的处理。
参考文献：
[1]魏徵，王源升，王方超，余红伟.聚氨酯软泡的泡孔结构与吸油倍率[J].聚氨酯工业，2016，31（06）：44-46.
[2]祝丽荔，张振江，陈厚，薛众鑫，冯阳，毕进东，温彩云，郑苏彬，娄伟.一种提高聚氨酯泡沫吸油性能的方法[P].CN108383951A，2018-08-10.
[3]盛英健，张振江，陈艳艳，祝丽荔，李旭，杨述，王春林.一种耐用型超疏水聚氨酯泡沫材料的制备方法[P].CN110204780A，2019-09-06.
[4]常梦洁，宋丹阳，董洁，周甜，薛腾飞，何金星，刘俊.磁响应聚氨酯海绵的制备及吸油性能研究[J].化工新型材料，2017，45（02）：239-241.
[5]武元鹏，周昌亮，薛诗山，李川，林元华，郑朝晖，丁小斌.羧甲基纤维素钠修饰的聚氨酯泡沫制备磁性吸油材料[J].高分子学报，2017（03）：516-523.
[6]孔丽颖.改性聚氨酯泡沫复合材料的制备及其在染料吸附和油水分离中的应用[D].江苏大学，2017.
作者简介：孙皓（1995-），汉族，济南济阳人，硕士研究生在读，研究方向：水污染控制。
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