橡塑发泡过程副产物废油膏除水工艺研究

涂郑禹,张倬宁,康亚潮,吴鹏,柳 琦

(天津渤海职业技术学院环境与化工学院, 天津 300402)

摘 要：对橡塑材料发泡过程副产物废油骨进行除水工艺研究。采用4因素3水平的正交实验设计对马来酸酐、丙烯酸耐和富马酸酐3种除水剂进行了实验选择,选出了马来酸酐作为除水剂。以马来酸酐为除水剂,通过单因素实验进一步探究了油膏与除水剂比、反应温度,、反应时间分别对除水率的影响。优化的合成条件:除水剂为马来酸酐、废油膏与除水剂比为 101反应温度为100℃、反应时间为60min。该合成条件下除水率高达 97.81%,针对废油膏除水处理,所得成品经氢核磁共振仪检测发现谱图中显示无水峰,且烯烃峰较原样品谱图中烃峰化学位移几乎一致。

关键词：橡塑发泡；;废油膏；化学除水；氢核磁共振

随着人们生活质量的持续提高,对保温材料的需求也在不断增长。橡塑绝热保温材料因其出色的压缩性和高弹性,在隔音、防震以及绝热等多个领域获得了广泛的应用”。这类材料主要采用高性能的丁腈橡胶(NBR)与聚氯乙烯(PVC)作为核心原料,经过混炼、密炼、连续挤出、加热发泡以及冷却分切等一系列精细工艺,最终加工成为混合发泡材料。然而,在当前的工业生产过程中,橡塑发泡材料生产会产生一定量的废气、废水以及常温下半固态的油状废弃物(废油膏)废油膏的成分相当复杂,主要包括尿素、氯化石蜡、邻苯二甲酸二辛酯(DOP),液体石蜡、水以及其他小分子物质,其黏度大且表现出非均相特性,难以进行精确的量化分析。如果这些有害物质被排放到水体中,不仅会干扰水生植物的光合作用,还会对水体微生物的生态平衡造成破坏,对环境构成极大的威胁。本文克服传统处理技术物理蒸馏后油膏中有破乳剂残留的问题,提供1种废油膏化学除水工艺。通过4因素3水平的正交实验设计对马来酸酐、丙烯酸酐和富马酸酐3种除水剂进行筛选,改变反应温度、废油膏与除水剂比、反应时间等因素来获取最佳反应条件。

1 实验部分

1.1 实验原料

废油膏,华美节能科技集团有限公司;丙烯酸酐分析纯,天津渤化化学试剂有限公司;马来酸酐,分析纯,天津渤化化学试剂有限公司;富马酸酐,分析纯,天津渤化化学试剂有限公司;硫酸氢钠,分析纯,天津渤化化学试剂有限公司。

1.2 实验仪器

Ascend500型氢核磁共振仪,瑞士布鲁克公司，9.4T超导磁体,5mm双核z-梯度探头及Topspin3.0试验控制及数据处理软件;PHS-25 型酸度计,上海仪点科学仪器股份有限责任公司:SPSS25.0统计软件。

1.3 实验过程

1.3.1 废油膏预处理

取一定量的橡塑材料发泡副产物废油膏,置于离心机中。在转速2000~2500r/min的条件下,进行20~25min 的离心分离处理。完成分离后,去除底部的残留物,以备后续使用。

1.3.2 废油膏除水实验

将预处理后废油膏和除水剂按照预设比例加人到旋蒸瓶中,随后在旋蒸瓶顶端连接冷凝回流装置。待升温至除水剂完全溶解后,向其中加人一定量的硫酸氢钠,并进一步提升旋蒸温度以继续反应。当物料状态达到稳定时,测量反应后溶液的pH值,确保其处于6.5~7.0的范围内,以保证水解反应的充分进行。随后,停止加热,收集反应所得的产物,从而得到已经去除水分的废油膏。

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