编号：CYYJ04868
篇名： 不同形貌碳酸钙对多孔骨架聚氨酯海绵油水分离性能的影响
作者： 党海春1 ；李秀荣1；李佳宣1；宋虹霞1；崔炫楠1；张宇航1；徐丽君1；董佳呈1；刘冰肖2
关键词： 不同形貌; 碳酸钙; 聚氨酯海绵; 疏水亲油性; 多孔骨架;
机构：1.太原工业学院材料工程系2.太原工业学院山西省聚酰胺技术创新中心
摘要： 针对聚氨酯海绵(PUS)的疏水改性层脱落和疏水性衰减问题，本文在PUS发泡过程中引入不同形貌的疏水碳酸钙，并通过酸刻蚀处理，制备疏水性多孔骨架PUS，赋予其优异的油水分离性能。首先，通过改变氯化镁的含量，可控合成不同形貌的碳酸钙，并以十六烷基三甲基溴化铵为疏水改性剂，合成不同形貌的疏水碳酸钙；其次，采用一步自由发泡法，将不同形貌疏水CaCO3掺入PUS体系，制得疏水改性PUS复合海绵；最后，将PUS/碳酸钙疏水海绵进行酸刻蚀，在PUS骨架表面和内部构筑微纳米孔穴结构，制备得到结构稳定的疏水性多孔骨架PUS。疏水碳酸钙的加入均提高了PUS的疏水性，而碳酸钙的形貌对PUS的吸油效果存在显著影响，聚氨酯/棒状碳酸钙海绵(PUS/RCC)对机油和食用油的吸附效率更高，刻蚀后的海绵(EPUS/RCC)对食用油、机油和用于模拟重油的四氯化碳的吸油倍率分别为29.9、29.5、55.5 g/g，与PUS相比分别提高了288%、392%和57.7%。球状碳酸钙和纳米碳酸钙改性PUS对四氯化碳的吸油倍率明显提高，尤其是刻蚀后的纳米碳酸钙改性疏水PUS，吸油倍率可达60.5 g/g，显著高于其他形貌改性样品，表现出对重质油的优异吸附能力。此外，在EPUS/RCC材料的5次吸油-挤出循环中，三种油品的吸附容量无显著衰减，且吸附回收率多次循环后稳定在100%，表明EPUS/RCC材料具备优异的循环稳定性与重复使用性。油水分离试验测得，PUS/RCC疏水海绵对油、水的分离效率分别可达96.9%、98.6%，分离效果突出。