一种高效且可循环利用的pH试纸及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高效且可循环利用的pH试纸制备方法，具体为一种可根据油品pH而实时变色的试纸。该pH试纸的方法为：将烯基吡啶与磺酸内酯反应合成的两性离子化合物同引发剂、交联剂、两亲性单体混合制成前聚体溶液，再将该前聚体与基体浸泡均匀，通过加热或紫外辐照方式，烘干后制备得到pH试纸。该试纸具有可循环利用且检测效率高的优点，可以应用在白油及其衍生品检测领域。其衍生品检测领域。其衍生品检测领域。

【技术实现步骤摘要】
一种高效且可循环利用的pH试纸及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种高效且可循环利用的pH试纸制备方法，具体为一种可根据油品pH而实时变色的试纸。

技术介绍

[0002]石油是现代工业的重要基础原料，人类生活也与石油息息相关。随着科学技术的高速发展以及全球人口数量的快速增长，人们对石油的需求也随之不断增长。石油是一类由烷烃、环烷烃、芳香烃组成的复杂混合物，但往往石油在加工或者运输过程中会受到污染，从而引入有机酸或其它杂质。尽管这类杂质含量很小，但在水和氧气的作用下，便会对金属造成腐蚀作用。其中，白油作为石油精炼产物，主要成分为C
16
～C
31
的正异构烷烃的混合物，可以应用在疫苗、农药、增塑剂等领域。这些领域都对白油有较高的要求，若是白油在运输、加工或储存过程中含有一些酸性或碱性物质，那么对其市场应用有较大影响。因此，严格监控石油产品在加工前后、运输过程中由于杂质的引入而发生的pH变化，可以有效提高产品质量，促进工业生产的进度及效率。
[0003]常见的pH试纸是将不同的小分子染色剂结合在试纸基体上，并基于小分子染色剂在不同酸碱环境性下会显示出不同颜色的原理，实现对液体酸碱性定性检测。然而，这类小分子染色剂仅仅通过简单的物理作用结合在试纸基体上，在液体的滴洗下，染色剂会被液体逐渐带走，这就导致了试纸只有“一次性”的使用效果。此外，当待测液体滴在普通pH试纸表面后，时间稍久，便会由于小分子染色剂的扩散作用，试纸颜色淡化，无法与比色卡准确对比，导致检测失效。更重要的，由于白油为非极性物质，酸或碱在其内部难以电离，测试其酸碱性前需要将白油与水混合，而也正是由于白油的非极性特征，其与水混合后不一定会电离出全部氢离子或氢氧根离子。普通的pH试纸由于其表面全部为极性小分子染色剂，对白油有排斥作用，无法结合到所有电离出来的离子。以上两种负面效果叠加后，普通pH试纸便难以有效应用于白油及衍生品的酸碱性测试。目前，测定白油及其衍生品水溶性酸或碱的方法往往是选用pH测试仪，尽管这种仪器能够快速测试油品酸碱性，但其无法携带，只能在固定地点使用，实际使用时具有较大的限制。因此，研发出一种易携带、可循环使用且检测结果精准的高效pH试纸十分重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种高效且可循环利用的pH试纸制备方法。
[0005]为实现上述目的，提供以下技术方案：
[0006]一种高效且可循环利用的pH试纸的制备方法包括以下步骤：
[0007]1)显色两性离子化合物制备。具体可在反应器中加入烯基吡啶与磺酸内酯，使之在50～120℃下高速搅拌反应1～30h。反应结束后，经过滤、冲洗、真空干燥得到纯净两性离子化合物。该化合物显色机理为：与氢离子或氢氧根离子结合时，该显色物质会发生分子型与离子型共轭体系的变迁，这会导致其吸收光谱发生变化，因而显色不同。详细的，如溶液
内的氢氧根可以进攻吡啶环上的季铵根，两者结合后使物质的共轭结构发生变化，其吸光度随之变化，从而显色；同理，在酸性条件下，氢离子进攻磺酸根后液体颜色发生变化。此外，在不同的pH介质中，显色物质分子型与离子型的浓度比例存在差异，此时，体系显示占主导浓度指示剂的颜色。
[0008]2)将上述显色两性离子化合物与引发剂、交联剂、两亲性单体混合并溶解于溶剂内，形成前聚体溶液。两亲性单体的加入，可以有效提高pH试纸的亲水亲油性，促进试纸快速、高效吸收油水混合液中电离出的氢离子或氢氧根离子。
[0009]3)所述基体材料在前聚体溶液中浸泡后，通过加热或紫外辐照的方式进行自由基聚合反应。具体的：3.1)将前聚体溶液充分浸泡基体材料1～24h后，在50～100℃条件下对其进行热空气加热，使之交联固定在基体材料上。之后放入真空烘箱内干燥，40～70℃干燥1～6h。
[0010]或3.2)将前聚体溶液充分浸泡基体材料1～24h后，在365nm波长UV灯下反应20～60min，使之交联固定在基体材料上。之后放入真空烘箱内干燥，40～70℃干燥1～6h。
[0011]上述方案中，优选的，所述的烯基吡啶选自4
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丁烯基吡啶、4
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丙烯基吡啶、4
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乙烯基吡啶、2
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乙烯基吡啶、2
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丙烯基吡啶、2,4
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二乙烯基吡啶、2,4,6
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三乙烯基吡啶、2
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甲基
‑4‑
乙烯基吡啶，但不限于此。
[0012]优选的，所述的磺酸内酯选自戊磺酸内酯、丁磺酸内酯、丙磺酸内酯、己磺酸内酯、庚磺酸内酯、辛磺酸内酯，但不限于此。
[0013]优选的，所述的引发剂选自偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化月桂酰、过氧化二叔丁基、过氧化氢、安息香、安息香乙醚、安息香丁醚、安息香双甲醚，但不限于此。
[0014]优选的，所述的交联剂选自N,N
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亚甲基双丙烯酰胺、N,N
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乙烯基双丙烯酰胺、1,3
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二烯丙基脲、二丙烯酰胺、N
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烯丙基丙烯酰胺，但不限于此。
[0015]优选的，所述的两亲性单体选自戊基丙烯酰胺、己基丙烯酰胺、庚基丙烯酰胺、辛基丙烯酰胺、壬基丙烯酰胺、癸基丙烯酰胺、十一烷基丙烯酰胺、十二烷基丙烯酰胺、二己基丙烯酰胺，但不限于此。
[0016]优选的，所述的溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、二甲基亚砜、N,N
‑
二甲基甲酰胺、四氢呋喃，但不限于此。
[0017]优选的，所述的基体材料选自灰性小于0.1的快速中性玻璃纤维滤纸、棉纺无纺布、三聚氰胺开孔海绵，但不限于此。
[0018]优选的，所述的显色两性离子化合物、引发剂、交联剂、两亲性单体的质量按份数计分别为：100份、0.5～1.5份、0.5～2.5份、不超过30份，其中两亲性单体的用量若高于30份，所制得pH试纸的亲水亲油性会极大下降。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0020]其一，该pH试纸可以通过加热或紫外辐照这两种易获得的方式制备；其二，该pH试纸在不同酸碱环境下可以实现快速变色，具有高效的显色效果，同时这一显色功能不会随着时间的延长而失效，并且可以循环使用，例如在酸性环境中使用过后只需用水冲洗至中性并干燥即可重新使用，即使在酸性条件下快速拿到碱性环境中也不会使其失活；其三，该pH试纸可以按需求制备成任意大小，易于携带，使用场景具有极大自由度。
附图说明
[0021]图1所示为实施例1中所制备的两性离子化合物核磁氢谱。
[0022]图2所示为实施例1中在不同pH值下试纸的颜色变化图。
[0023]图3所示为实施例1中在不同pH值下试纸的循环使用性能。
[0024]图4所示为实施例1中4
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乙烯基
‑1‑
(3
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磺丁基)吡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效且可循环利用的pH试纸的制备方法，其特征在于，首先利用烯基吡啶与磺酸内酯进行开环反应，制备得到显色两性离子化合物；再将所述显色两性离子化合物、引发剂、交联剂、两亲性单体于溶剂中充分混合，形成前聚体溶液；然后将基体材料在所述前聚体溶液中充分浸泡，进行自由基聚合反应，得到pH试纸。2.根据权利要求1所述的高效且可循环利用的pH试纸的制备方法，其特征在于，在反应器中加入烯基吡啶与磺酸内酯，使之在50～120℃、搅拌条件下反应1～30h，反应结束后，经过滤、冲洗、干燥得到显色两性离子化合物。3.根据权利要求1所述的高效且可循环利用的pH试纸的制备方法，其特征在于，所述的烯基吡啶选自4
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丁烯基吡啶、4
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丙烯基吡啶、4
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乙烯基吡啶、2
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乙烯基吡啶、2
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丙烯基吡啶、2,4
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二乙烯基吡啶、2,4,6
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三乙烯基吡啶或2
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甲基
‑4‑
乙烯基吡啶；所述的磺酸内酯选自戊磺酸内酯、丁磺酸内酯、丙磺酸内酯、己磺酸内酯、庚磺酸内酯或辛磺酸内酯。4.根据权利要求1所述的高效且可循环利用的pH试纸的制备方法，其特征在于，所述的引发剂选自偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化月桂酰、过氧化二...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯祎平，宣梦达，莫学坤，徐冰冰，周爱静，
申请(专利权)人：浙江正信石油科技有限公司，
类型：发明
国别省市：