聚苯乙烯磺酸钠制备方法和物化性质

[db:作者] / 2023-01-06 00:00

聚苯乙烯磺酸钠

[结构式]

[物化性质]无色透明或黄色透明黏性液体，或为白色松软粉末。溶于水，不溶于有机溶剂。

[制备方法]聚苯乙烯磺酸钠由苯乙烯磺酸钠单体自由基溶液聚合，聚苯乙烯磺化以及聚(n-丙基-p-苯乙烯磺酸)水解三种方法制得。前两种方法的制备工艺如下。

(1)苯乙烯磺酸钠单体溶液聚合法

①苯乙烯磺酸钠的制备用98%的浓硫酸做磺化剂，Ag2SO4做催化剂，对苯二酚做阻聚剂。浓硫酸：苯乙烯(摩尔比)=2：1，催化剂质量分数为1%、阻聚剂质量分数为1%。当温度为54℃时开始加料，加完料升温至70℃，恒温反应2～2.5h，得到棕色溶液，再用氢氧化钠中和，即可得到苯乙烯磺酸钠单体。

②溶液聚合将一定量的去离子水加入到装有电动搅拌器、回流冷凝器、滴液漏斗的聚合反应器中，称取定量的苯乙烯磺酸钠单体溶入反应器中的去离子水中，在搅拌下将反应温度缓慢升至85～90℃，然后滴加用去离子水配制的计量的过硫酸铵水溶液，控制滴加速度，使反应在90℃左右聚合反应3～4h，停止加热，冷却至室温，即制得相对分子质量适中的聚苯乙烯磺酸钠水溶液。

(2)聚苯乙烯磺化法

首先使聚苯乙烯磺化，制成聚苯乙烯磺酸，然后加碱中和，反应式如下：

于带盖和磁搅拌的锥形瓶内，加入其中含Ag2SO4的100%硫酸40mL，然后在强力搅拌下迅速将聚苯乙烯(Mw=239000)粉加入其中，反应15min，生成透明的淡黄色黏性溶液。将反应混合物过滤、渗析处理，得到不含Ag+、SO42-行的中性液体。为防止产生胶体银，磺化反应和渗析过程均须在避光下进行。将浓缩渗出液聚苯乙烯磺酸加碱中和，再经过滤和冷冻干燥，即可得到白色绒毛状粉末产品。

[应用]主要用于锅炉水、冷却水、城市污水以及采矿废水处理。用作锅炉冷却水处理系统的阻垢分散剂具有独特作用，大分子链上的磺酸基团，使其具有很强的浸润分散作用，能将较大的污垢分散成微小颗粒并悬浮于水中。对系统中已有的老垢也能使其逐渐分散溶解至消除垢层。另外由于磺酸基在水中能够稳定有机膦酸基团，对多种金属盐有增溶分散作用，因此能与其他阻垢分散剂配合使用，并起增效协同效应。

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