聚苯乙烯型离子交换树脂的研究

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1、 聚苯乙烯型离子聚苯乙烯型离子交换树脂的研究进展交换树脂的研究进展制作人：陶鹏制作人：陶鹏学学号：号：B10011017时时间间：2013/06/01聚苯乙烯树聚苯乙烯树定义与研究意义定义与研究意义聚苯乙烯树脂以聚苯乙烯为骨架，与小分子的功能基以化学键的形式结合，因此既保留了原有低分子的各种优良性能，又由于高分子效应可增添新的功能，这使得离子交换树脂的性能大幅度提高，品种成倍地增加，应用范围迅速扩大，大大促进了化工企业、制药工业、环保等行业的发展，对世界经济、政治、军事的发展产生了巨大的影响。因此，在高分子材料达到分子设计水平的今天，了解离子交换树脂的合成原理，研究离子交换树脂的结构和性能很有

2、意义。1聚苯乙烯型离子交换树脂的制备方法1.1共聚球粒的合成共聚球粒的合成将苯乙烯，二乙烯苯进行悬浮共聚，加入分散稳定剂，在搅将苯乙烯，二乙烯苯进行悬浮共聚，加入分散稳定剂，在搅拌的条件下可以得到粒度合适，大小均匀的球状共聚体（拌的条件下可以得到粒度合适，大小均匀的球状共聚体（PS）。）。稳定剂的性质、搅拌条件、温度等因素对悬浮聚合的影响很大。稳定剂的性质、搅拌条件、温度等因素对悬浮聚合的影响很大。用难溶性无机物微粉末作悬浮稳定剂时，得到的聚合球粒大小用难溶性无机物微粉末作悬浮稳定剂时，得到的聚合球粒大小比较均匀，并且在微粉末稳定剂用量相同时，粉末越细，得到比较均匀，并且在微粉末稳定剂用量相同

3、时，粉末越细，得到的球粒越小。的球粒越小。在苯乙烯，二乙烯苯悬浮共聚时加入沉淀剂、良在苯乙烯，二乙烯苯悬浮共聚时加入沉淀剂、良溶剂或线型高聚物等做致孔剂，聚合结束后将致孔剂提取出来，溶剂或线型高聚物等做致孔剂，聚合结束后将致孔剂提取出来，得到多孔性的共聚物（得到多孔性的共聚物（Pst型，称为大孔树脂）。把这种共聚型，称为大孔树脂）。把这种共聚物进一步制成离子交换树脂，发现其离子交换速度加快，机械强物进一步制成离子交换树脂，发现其离子交换速度加快，机械强度增大，稳定性增强。由于这类树脂其具有与活性炭类似的吸附度增大，稳定性增强。由于这类树脂其具有与活性炭类似的吸附能力，可以回收吸附质，所以被广泛

4、用于有机物的分离纯能力，可以回收吸附质，所以被广泛用于有机物的分离纯化、工化、工业有机废水的处理、生化产品等。值得注意的是，在合成大孔共业有机废水的处理、生化产品等。值得注意的是，在合成大孔共聚物时，为保证孔结构的稳定，交联剂用量比合成凝胶型时要多。聚物时，为保证孔结构的稳定，交联剂用量比合成凝胶型时要多。1.21.2功能基团的引入功能基团的引入通常是采用产率较高、效果较好的有机化学功能基反通常是采用产率较高、效果较好的有机化学功能基反应，如磺化反应、氯甲基化反应等。但是高分子由于应，如磺化反应、氯甲基化反应等。但是高分子由于空间位阻效应，在反应速度及产率上不如低分子，因空间位阻效应，在反应速

5、度及产率上不如低分子，因此选用良溶剂、强化反应条件、接入高性能基团一直此选用良溶剂、强化反应条件、接入高性能基团一直是研究的热点。是研究的热点。1.2.1氯甲基化反应 采用胶束催化的方法，高效率地实现了PS的氯甲基化：将PS溶于四氯化碳中，此油相增溶于离子表面活性剂的胶束中，与水介质中的甲醛及盐酸较快速进行反应，实现了PS氯甲基化反应。2聚苯乙烯型离子交换树脂的结构和性能2.1机械强度离子交换树脂的机械强度是衡量离子交换树脂质量的最重要离子交换树脂的机械强度是衡量离子交换树脂质量的最重要的性能指标。随着树脂技术应用的推广，要求有高强度的树的性能指标。随着树脂技术应用的推广，要求有高强度的树脂可

6、以用于条件较为苛刻的环境中，如高流速装置、流动床、脂可以用于条件较为苛刻的环境中，如高流速装置、流动床、移动床等等。树脂的机械强度与交联密切相关，交联结构越均移动床等等。树脂的机械强度与交联密切相关，交联结构越均匀，所制得的树脂越稳定。匀，所制得的树脂越稳定。造成离子交换树脂结构均匀性差的原因是多方面的。对造成离子交换树脂结构均匀性差的原因是多方面的。对PSt-DVB的的共聚反应动力学进行了系统研究，结果发现，存在于工业共聚反应动力学进行了系统研究，结果发现，存在于工业DVB中的中的各种异构体之间的聚合反应活性差异是造成共聚物珠粒内部结构不各种异构体之间的聚合反应活性差异是造成共聚物珠粒内部结

7、构不均匀，从而产生内应力和受力不均的主要原因。一般情况下，大孔均匀，从而产生内应力和受力不均的主要原因。一般情况下，大孔树脂比同类凝胶树脂的机械强度要高，大孔树脂是由许多凝胶微粒树脂比同类凝胶树脂的机械强度要高，大孔树脂是由许多凝胶微粒集合而成的聚集体，整体结构比较均匀，同时内部的孔隙为凝胶微集合而成的聚集体，整体结构比较均匀，同时内部的孔隙为凝胶微粒的自由膨胀收缩创造了一个极好的环境，因此球体的内应力小，粒的自由膨胀收缩创造了一个极好的环境，因此球体的内应力小，结构稳定，机械强度高。结构稳定，机械强度高。从引发剂种类、链转移反应、辅助交联剂和聚合反应气氛等四从引发剂种类、链转移反应、辅助交联