一種基于超支化重氮鹽的聚氨酯親水改性的方法技術

本發明專利技術涉及污水處理技術領域，尤其涉及一種基于超支化重氮鹽的聚氨酯親水改性的方法，所述基于超支化重氮鹽的聚氨酯親水改性的方法包括以下步驟：超支化重氮鹽溶液的稀釋、聚氨酯的接枝和聚氨酯的親水改性。本發明專利技術的基于超支化重氮鹽的聚氨酯親水改性的方法利用超支化重氮鹽的多官能團性質以及高反應活性，將陰離子聚電解質固定到聚氨酯表面，實現聚氨酯的親水改性，具有步驟簡單，易于操作等特點，利于實現工業化。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及污水處理
，尤其涉及一種基于超支化重氮鹽的聚氨酯親水改性的方法。
技術介紹
化工行業是我國的傳統支柱產業，生產的化工原料以及產品被廣泛地應用于各個領域，為國家經濟做出重大貢獻。但化工行業是高污染行業，所產生的污水含有高濃度的有機污染物，難以通過常規方法處理來實現達標排放。在化工污水生化處理中，加入填料進行固定化微生物能夠顯著提高污染物的去除率，提高生化的抗沖擊性，因而受到人們的廣泛關注。但固定化微生物技術的難點在于載體的研發，聚氨酯是一類由多異氰酸酯和多元醇、多元胺等擴鏈劑或交聯劑制成的聚合物，聚氨酯具有比表面積大，泡沫孔隙多，支撐能力強，性質穩定等特點，并且其空間結構的連通性為微生物生長提供了好氧缺氧等環境，在固定化微生物領域有廣泛的用途。然而普通的聚氨酯填料由于其疏水性質，在污水處理過程中掛膜慢，微生物附著力小，容易脫落。中國專利技術專利申請號201210306198.7公開了一種親水性聚合物改性聚氨酯泡沫塑料載體的制備方法，其將聚氨酯泡沫浸沒于淀粉水溶液、羥甲基纖維素鈉水溶液、聚丁二酰亞胺的N，N-二甲基甲酰胺溶液，然后移至交聯劑水溶液，加熱，得到親水改性的聚氨酯泡沫，該方法所用試劑較多，而且需抽真空，步驟繁瑣。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于克服上述現有技術之不足，提供一種基于超支化重氮鹽的聚氨酯親水改性的方法，利用超支化重氮鹽的多官能團以及高反應活性使聚氨酯表面具有一定的反應活性，然后將陰離子聚電解質固定在聚氨酯表面。本專利技術提供的一種基于超支化重氮鹽的聚氨酯親水改性的方法采用的主要技術方案為：包括如下步驟：(1)超支化重氮鹽溶液的稀釋：量取一定量體積的超支化重氮鹽溶液，用水稀釋至50～100倍；(2)載體的接枝：在一定溫度下，將聚氨酯載體浸沒于稀釋后的超支化重氮鹽溶液中一定時間；(3)聚氨酯的親水改性：取出所述聚氨酯載體，利用水清洗干凈，用一定溫度的冷風迅速吹干；在一定溫度下，再將所述聚氨酯載體浸沒于陰離子聚電解質溶液中一定時間，以達到飽和吸附，取出吹干，即完成聚氨酯親水改性的過程。本專利技術提供的一種基于超支化重氮鹽的聚氨酯親水改性的方法采用如下附屬技術方案：所述步驟3中所述的陰離子聚電解質為聚苯乙烯磺酸鈉、聚丙烯酸類或聚甲基丙烯酸類。所述步驟1中所述稀釋后的超支化重氮鹽溶液的保存溫度為2-8℃，以保證超支化重氮鹽的穩定性。所述步驟2中所述聚氨酯載體在所述超支化重氮鹽溶液中的交聯的溫度為2-6℃。所述步驟2中所述聚氨酯載體在超支化重氮鹽溶液中的交聯的時間為0.5-2h。所述步驟3中所述聚氨酯載體在所述陰離子聚電解質溶液中浸沒吸附的溫度為2-6℃。所述步驟3中所述聚氨酯載體在所述陰離子聚電解質溶液中的浸沒吸附的時間為2-8h。所述聚氨酯載體的形狀為正方體。所述正方體的邊長為10-20mm。所述步驟1中超支化重氮鹽的結構式為其中m為上述分子式中括弧內化學基團的重復數量。重氮鹽是含有重氮基的鹽類，易溶于水，發生電離，水溶液具有很強的導電能力，由于其具有強吸電子效應和高反應活性，所以其是材料表面化學改性的一種重要的引發劑。超支化重氮鹽由于其超支化的聚合物結構以及多官能團性質，使其在微生物固定化領域具有潛在用途。接觸角，是在固、液、氣三相交界處，自固-液界面經過液體內部到氣-液界面之間的夾角稱為接觸角，通常以θ表示，接觸角的大小，可以反映液體對固體表面的潤濕情況，接觸角愈小，潤濕得愈好。當θ＜90°，部分潤濕或潤濕，親水；當θ＝90°，是潤濕與否的分界線；當θ＞90°，不潤濕，疏水。本專利技術的基于超支化重氮鹽的聚氨酯親水改性的方法的有益效果在于：1)本專利技術的基于超支化重氮鹽的聚氨酯親水改性的方法利用超支化重氮鹽的多官能團性質以及高反應活性，將陰離子聚電解質固定到聚氨酯表面，實現聚氨酯的親水改性，具有步驟簡單，易于操作等特點，利于實現工業化。2)本專利技術的基于超支化重氮鹽的聚氨酯親水改性的方法中對所用的陰離子聚電解質沒有特殊要求，適用范圍廣。3)本專利技術的基于超支化重氮鹽的聚氨酯親水改性的方法中超支化重氮鹽中所含的重氮基團，具有高反應活性，吸附效率高且效果穩定；且本方法的普適性很高，可以應用于多種不同材質載體上。附圖說明圖1a為親水改性前聚氨酯膜的接觸角示意圖(接觸角為92°)。圖1b為圖1a的聚氨酯膜吸附重氮鹽后的接觸角示意圖(接觸角為76°)。圖1c為圖1b的聚氨酯膜吸附聚苯乙烯磺酸鈉后的接觸角示意圖(接觸角為58°)。具體實施方式以下結合附圖對本專利技術作進一步詳細說明。本專利技術的基于超支化重氮鹽的聚氨酯親水改性的方法，包括如下步驟：(1)超支化重氮鹽溶液的稀釋：量取一定量體積的超支化重氮鹽溶液，用水稀釋至50～100倍，然后保存在2-8℃的條件下，以保證超支化重氮鹽的穩定性；本專利技術的基于超支化重氮鹽的聚氨酯親水改性的方法中超支化重氮鹽中所含的重氮基團，具有高反應活性，吸附效率高且效果穩定；且本方法的普適性很高，可以應用于多種不同材質載體上。(2)載體的接枝：在2-6℃的溫度下，將聚氨酯載體浸沒于稀釋后的超支化重氮鹽溶液中0.5-2h，其中聚氨酯載體為邊長10-20mm的正方體；(3)聚氨酯的親水改性：取出所述聚氨酯載體，利用水清洗干凈，用1-7℃的冷風迅速吹干；在2-6℃的溫度下，再將所述聚氨酯載體浸沒于陰離子聚電解質溶液中2-8h，以達到飽和吸附，取出吹干，即完成聚氨酯親水改性的過程；其中陰離子聚電解質為聚苯乙烯磺酸鈉、聚丙烯酸類或聚甲基丙烯酸類。本專利技術的基于超支化重氮鹽的聚氨酯親水改性的方法中對所用的陰離子聚電解質沒有特殊要求，適用范圍廣。本專利技術的基于超支化重氮鹽的聚氨酯親水改性的方法利用超支化重氮鹽的多官能團性質以及高反應活性，將陰離子聚電解質固定到聚氨酯表面，實現聚氨酯的親水改性，具有步驟簡單，易于操作等特點，利于實現工業化。實施例1本專利技術的基于超支化重氮鹽的聚氨酯親水改性的方法，包括如下步驟：(1)超支化重氮鹽溶液的稀釋：量取一定量體積的超支化重氮鹽溶液，用水稀釋至50倍，然后保存在8℃的條件下，以保證超支化重氮鹽的穩定性；(2)載體的接枝：在2℃的溫度下，將聚氨酯載體浸沒于稀釋后的超支化重氮鹽溶液中0.5h，其中聚氨酯載體為邊長10mm的正方體；(3)聚氨酯的親水改性：取出所述聚氨酯載體，利用水清洗干凈，用7℃的冷風迅速吹干；在2℃的溫度下，再將所述聚氨酯載體浸沒于聚苯乙烯磺酸鈉溶液中2h，以達到飽和吸附，取出吹干，即完成聚氨酯親水改性的過程。測定聚氨酯膜親水改性后的接觸角，本體膜的接觸角為92°，聚氨酯表面吸附重氮鹽吹干后接觸角為76°，再吸附聚苯乙烯磺酸鈉后接觸角為58°，親水改性效果明顯。實施例2本專利技術的基于超支化重氮鹽的聚氨酯親水改性的方法，包括如下步驟：(1)超支化重氮鹽溶液的稀釋：量取一定量體積的超支化重氮鹽溶液，用水稀釋至100倍，然后保存在2℃的條件下，以保證超支化重氮鹽的穩定性；(2)載體的接枝：在6℃的溫度下，將聚氨酯載體浸沒于稀釋后的超支化重氮鹽溶液中2h，其中聚氨酯載體為邊長20mm的正方體；(3)聚氨酯的親水改性：取出所述聚氨酯載體，利用水清洗干凈，用1℃的冷風迅速吹干；在6℃的溫度下，再將所述聚氨酯載體本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于超支化重氮鹽的聚氨酯親水改性的方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)超支化重氮鹽溶液的稀釋：量取一定量體積的超支化重氮鹽溶液，用水稀釋至50～100倍；(2)載體的接枝：在一定溫度下，將聚氨酯載體浸沒于稀釋后的超支化重氮鹽溶液中一定時間；(3)聚氨酯的親水改性：取出所述聚氨酯載體，利用水清洗干凈，用一定溫度的冷風迅速吹干；在一定溫度下，再將所述聚氨酯載體浸沒于陰離子聚電解質溶液中一定時間，取出吹干，即完成聚氨酯親水改性的過程。

【技術特征摘要】
1.一種基于超支化重氮鹽的聚氨酯親水改性的方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)超支化重氮鹽溶液的稀釋：量取一定量體積的超支化重氮鹽溶液，用水稀釋至50～100倍；(2)載體的接枝：在一定溫度下，將聚氨酯載體浸沒于稀釋后的超支化重氮鹽溶液中一定時間；(3)聚氨酯的親水改性：取出所述聚氨酯載體，利用水清洗干凈，用一定溫度的冷風迅速吹干；在一定溫度下，再將所述聚氨酯載體浸沒于陰離子聚電解質溶液中一定時間，取出吹干，即完成聚氨酯親水改性的過程。2.如權利要求1所述的基于超支化重氮鹽的聚氨酯親水改性的方法，其特征在于：所述步驟3中所述的陰離子聚電解質為聚苯乙烯磺酸鈉、聚丙烯酸類或聚甲基丙烯酸類。3.如權利要求1所述的基于超支化重氮鹽的聚氨酯親水改性的方法，其特征在于：所述步驟1中所述稀釋后的超支化重氮鹽溶液的保存溫度為2-8℃。4.如權利要求1所述的基于超支化重氮鹽的聚氨酯親水改性的方法，其特征在于：所述步驟2中所述聚氨酯載體在所述超支化重氮鹽溶液中的交聯的溫...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李昕陽，邱松，楊芳芳，魏令勇，盧姝，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司北京化工研究院，
類型：發明
國別省市：北京;11