Page 177 - 《精细化工》2021年第6期

第 6 期 李 凤，等: 高效可再生 SiO 2 /P(SMA-co-MMA-co-BA)树脂的制备及氯代烃吸附性能 ·1239·

或过小，还是改性 SiO 2 用量过高或过低，都会影响 成功地修饰了 SiO 2，生成了更多的 Si—O—Si 键 [21] 。
2.3.2 接触角（CA）表征
树脂的吸附能力。这是因为，当负载的未改性 SiO 2
粒径过小在合成过程中容易形成聚集体，堵塞树脂 图 4a 和 b 分别为改性前后 SiO 2 的水接触角。
孔隙，不利于氯代烃进入树脂内部 [19] ；当粒径过大 从图 4a 可以看出，水滴在改性前的 SiO 2 表面迅速
时，SiO 2 与丙烯酸酯单体的接枝链变短，不能形成 铺展，这是由于 SiO 2 表面存在羟基从而亲水；在改
有效的网络结构，树脂的吸附性能降低；而当改性 性后 SiO 2 的表面上，水滴停留在表面，其水接触角
SiO 2 用量过低和过高时，都会导致其在树脂内部孔 为 139.1°（图 4b），这归因于 VTMS 上的—OCH 3
隙中非均相分布，也不能形成有效的网络结构，从 水解后变为—OH，然后一部分—OH 脱水缩合，另一
而降低了树脂的吸附性能。这是因为，吸油树脂是 部分—OH 与 SiO 2 表面的—OH 脱水缩合，从而引入
利用亲油基与氯代烃油分子之间的亲和力来达到吸 疏水基团。因此，SiO 2 的改性是成功的，有利于疏水
油的目的。当改性 SiO 2 用量过高时，树脂内部的交 亲酯。
联度增大，交联网络过于紧密，与油分子之间的作
[9]
用力减小，导致吸油树脂的溶剂化作用降低 ，即
吸油树脂的溶胀能力降低，因此树脂的吸油能力降
低。结果表明，当负载的未改性 SiO 2 粒径为 50 nm、
改性 SiO 2 用量为 1.5%时，SiO 2 /P(SMA-co-MMA-
co-BA)改性树脂对 CHCl 3 、C 2 Cl 4 的最大吸附倍率分

别为 56.41 和 43.45 g/g，较未改性树脂的吸附能力
分别提高了 49.23%和 54.08%，证明丙烯酸酯吸油 图 4 未改性 SiO 2 （a）和改性 SiO 2 （b）的接触角
Fig. 4 Contact angles of unmodified SiO 2 (a) and modified
树脂改性成功，改性 SiO 2 的负载能显著提高树脂对 SiO 2 (b)
氯代烃的吸附能力。因此，后续性能测试均选择此
2.3.3 SEM 和 EDS 表征
条件下的改性树脂。
2.3 树脂的表征分析 图 5a、b 是未改性 SiO 2 的形貌图，发现 SiO 2
2.3.1 FTIR 表征 由于相邻颗粒表面的—OH 脱水会出现团聚，但 SiO 2
表面仍呈现疏松的多孔结构。
图 3 为 VTMS 改性 SiO 2 前后的红外光谱图。

图 3 未改性 SiO 2 （a）和改性 SiO 2 （b）的 FTIR 谱图
Fig. 3 FTIR spectra of unmodified SiO 2 (a) and modified
SiO 2 (b)

图 3 中，由—OH 反对称伸缩振动引起的吸收峰
–1
–1
从 3438 cm （a）蓝移至 3648 cm （b），吸收峰减弱，
表明 SiO 2 表面的—OH 减少；曲线 b 增加了 2960、2842
–1
和 1409 cm 处 3 个峰，分别对应于 Si—CH 3 对称伸缩
振动、Si—CH 3 反对称伸缩振动和Si—CH 3 弯曲振动 [20] ， 图 5 未改性 SiO 2 （a、b）、未改性树脂（c、d）和改性
表明 SiO 2 表面的羟基被 VTMS 水解产物所取代；曲 树脂（e、f）的 SEM 图（插图为树脂的数码照片）
–1
线 b 在 1633 cm 处吸收峰归因于 C==C 的弯曲振动； Fig. 5 SEM images of unmodified SiO 2 (a, b), unmodified
resin (c, d) and modified resin (e, f)（The inset is the
–1
且曲线 b 在 1085、790 和 458 cm 处的 Si—O—Si digital photo of the resin）
伸缩振动、Si—O 对称振动和 Si—O—Si 弯曲振动吸
收峰的强度和面积较曲线 a 都有所增加，说明 VTMS 图 5c、d 为未经 SiO 2 改性的 P(SMA-co-MMA-