專利名稱:一種低交聯(lián)、高交換容量、高機(jī)械強(qiáng)度的陰離子交換樹脂的生產(chǎn)工藝的制作方法
本發(fā)明屬于功能高分子產(chǎn)品的合成工藝。
由于低交聯(lián)度的強(qiáng)堿陰離子交換樹脂在高流速混合床離子交換系統(tǒng)制備純水、超純水方面，具有硅漏量低、交換容量大、再生度高、抗有機(jī)物污染強(qiáng)、出水水質(zhì)優(yōu)良穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，因而在大規(guī)模集成電路生產(chǎn)以及火力發(fā)電站的純水制備、凝結(jié)水處理以及在醫(yī)藥、治金、科研等部門都得到了廣泛應(yīng)用(如生化分離與提取、濕法冶金、稀貴金屬的分離與提取等)。隨著離子交換技術(shù)和離子交換裝置的不斷革新，高速處理液體的技術(shù)日益被廣泛采用。這就要求該種樹脂既要有高的交換容量，又要有高的機(jī)械強(qiáng)度，以免樹脂在高流速、高壓力情況下運(yùn)行時(shí)，造成樹脂大量破碎，污染被處理液體;也要避免造成樹脂過量耗損，增加了生產(chǎn)費(fèi)用。但由于在合成該樹脂時(shí)，隨著交聯(lián)度的降低，其產(chǎn)品的園球率明顯下降，有相當(dāng)數(shù)量的樹脂珠體在運(yùn)行前就已破碎或出現(xiàn)裂紋，這就極不適應(yīng)高流速處理液體(例如高速混合床制備超純水)。為了解決上述問題，國(guó)內(nèi)外對(duì)此做了不少研究工作，其主要方法是加入各種稀烴類單體作為第三組份以改變共聚物珠體的結(jié)構(gòu)(見U·S·Pat 4，431，785;4，246，386)，但該方法也帶來了增加生產(chǎn)費(fèi)用和工藝復(fù)雜等問題。
本發(fā)明的目的在于制備出一種低交聯(lián)度、高交換容量、高機(jī)械強(qiáng)度的強(qiáng)堿陰離子交換樹脂。
我們首先用顯微鏡觀察了苯乙烯、二乙烯基苯共聚物珠體在功能基反應(yīng)的各階段中，其外觀變化的情況如表1
表1珠體在功能基反應(yīng)階段中外觀變化情況觀察對(duì)象與觀察階段 現(xiàn)象與結(jié)果1 苯乙烯、二乙烯基苯聚合物 透明狀圓珠，有少量氣泡，珠體 無裂紋2 氯甲基化反應(yīng)后珠體 淺紫色圓珠、不透明、無裂紋3 季胺化反應(yīng)3小時(shí)以前 珠體發(fā)烏，無裂紋4小時(shí) 珠體發(fā)烏，出現(xiàn)裂紋，有環(huán)10小時(shí) 珠體透明，裂球增多，有環(huán)15小時(shí) 珠體透明，裂球增多，無環(huán)18小時(shí) 同上4 水合階段 珠體透明，裂紋如刀切西瓜狀，有的已碎成不規(guī)則塊狀從現(xiàn)象來看，樹脂破碎主要發(fā)生在季胺化和水合階段，后者是前者的繼續(xù)，但我們認(rèn)為樹脂破碎的主要原因是在氯甲基化反應(yīng)后的處理階段。
采用本發(fā)明合成的低交聯(lián)度強(qiáng)堿陰離子交換樹脂，具有良好的物理化學(xué)性能，主要是機(jī)械強(qiáng)度高、交換容量大，本樹脂經(jīng)球磨機(jī)磨后，圓球率不小于95%，交換容量不小于3.9毫克當(dāng)量/克(干樹脂)，再生度不小于80%(見表2)。
實(shí)施例1.聚合取一個(gè)2立升的三口反應(yīng)瓶，裝上攪拌器、溫度計(jì)。稱取苯乙烯200克～240克、二乙烯基苯20克並攪拌至互溶，加入過氧化苯甲酰作為聚合引發(fā)劑，攪拌至完全溶解后加入到溶有明膠或聚乙烯醇為分散劑的水相中。開啟攪拌，使聚合單體分散成合適粒度，于75℃下定型，于95°-100℃范圍內(nèi)反應(yīng)約4小時(shí)。濾去水相，用水把珠體洗滌后並于30～40℃下烘干。
2.功能基反應(yīng)取上述聚合物珠體一份，加入氯甲醚2-3份，用氯化鋅作催化劑，于30°～50℃下進(jìn)行氯甲基化反應(yīng)。然后濾去反應(yīng)母液，加入適量甲醇，使氯甲基化珠體中甲縮醛和氯甲醚含量控制在10～25%，然后用三甲胺胺化並經(jīng)水洗后得強(qiáng)堿陰離子交換樹脂。該樹脂的交換容量為3.9毫克當(dāng)量，經(jīng)球磨機(jī)磨后，其園球率不小于95%，再生度(OH)型不小于80%，經(jīng)過良好的予處理后，用于精混床制備超純水，可使出水電阻率達(dá)17-18MΩ/Cm。
本發(fā)明工藝也曾用于制備普通凝膠強(qiáng)堿陰離子交換樹脂，並取得了十分滿意的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種由苯乙烯、二乙烯基苯共聚，然后進(jìn)行氯甲基化和胺化而制備強(qiáng)堿陰離子交換樹脂的方法，本方法的特征是在氯甲基化后通過控制共聚物珠體中氯甲醚和甲縮醛的含量來控制珠體的膨脹度，以在胺化反應(yīng)時(shí)，使共聚物珠體處于適宜溶脹狀態(tài)，從而制備出一種高交換容量、低交聯(lián)度、高機(jī)械性能的強(qiáng)堿陰離子交換樹脂。
2.按照權(quán)利要求
1所說的生產(chǎn)強(qiáng)堿陰離子交換樹脂的方法，其特征在于進(jìn)行氯甲基化反應(yīng)時(shí)，所用的催化劑為氯化鋅、反應(yīng)溫度為30～45℃，而且在進(jìn)行氯甲基化反應(yīng)后，控制球體內(nèi)甲縮醛和氯甲醚的含量在10～25%的范圍內(nèi)。
專利摘要
本發(fā)明是一種以苯乙烯—二乙烯基苯為基本原料制備強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂的方法，本方法的要點(diǎn)是采用控制樹脂在氯甲基化后珠體內(nèi)氯甲醚和甲縮醛的含量來調(diào)節(jié)珠體的膨脹度，從而制得機(jī)械強(qiáng)度高、交聯(lián)度低、交換容量高的強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂。
文檔編號(hào)C08F212/00GK86101680SQ86101680
公開日1987年9月23日 申請(qǐng)日期1986年3月11日
發(fā)明者王昭宇, 朱錦升 申請(qǐng)人:南開大學(xué)化工廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan