大孔吸附树脂物化性质及制备方法

[db:作者] / 2023-01-05 00:00

[物化性质]大孔吸附树脂多为白色球状颗粒，一般不溶于水、酸碱溶液及甲醇、乙醇、丙酮、苯、氯仿等有机溶剂。在水和有机溶剂中能吸收溶剂而膨胀，室温下对稀酸稀碱稳定。耐热、耐化学药剂，不发生氧化还原反应，机械强度大，使用寿命长。根据大孔吸附树脂的结构表面不带或带有不同极性的功能基，可分为非极性、中极性和极性三类，它们的结构特性和吸附性各异。非极性吸附树脂是由偶极距很小的单体聚合制得，不带任何功能基，孔表的疏水性较强，可通过与小分子内的疏水部分的作用吸附溶液中的有机物;极性吸附树脂是指含酰氨基、氰基、酚羟基等含氮、氧、硫极性功能基的吸附树脂，通过静电相互作用吸附极性物质;中极性的吸附树脂是含酯基的吸附树脂，其表面兼有疏水和亲水两部分。

[制备方法]在高分子化合物合成过程中加入致孔剂，控制反应条件可以制成具有一定孔径、孔容、比表面积和特定表面化学结构的树脂。合成吸附树脂单体有苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等；致孔剂有汽油、苯、石蜡等不含双键、不参与共聚、能溶于单体、可使共聚物溶胀或沉淀的物质；交联剂主要为二烯苯。聚合完成后存在于共聚物中的致孔剂经蒸馏或溶剂萃取而除去，从而得到多孔结构。

大孔结构的聚合物是大孔离子交换树脂和大孔吸附树脂的共同基础，因此它们的合成方法极为相似。大孔吸附树脂的特殊性在于它们需要具有较高的比表面积，较大的孔体积，因此，并非所有大孔共聚体都可以作为吸附树脂。

大孔共聚体的孔结构与交联剂和致孔剂的种类及用量密切相关。一般来讲，不管致孔剂的种类如何，在致孔剂用量一定的情况下，交联度越高，比表面积越大，而孔径则随交联度增加而减小。相反，在交联度固定不变的情况下，致孔剂用量越多孔体积越大，致孔剂的分子量越大，孔径越大。

在大孔结构形成过程中，致孔剂起着模板的作用。因此，致孔剂的分子结构、大小、功能基极性或偶极矩等参数都会直接影响树脂结构的形成。Sederel最先归纳出三种制备大孔共聚体的方法。

(1)用良溶剂致孔法

例如，在苯乙烯-二乙烯苯共聚体系中使用甲苯和二氯乙烷等为致孔剂。Sederel等把这类共聚体称为溶剂致孔或PS(porousbysolvent)型。这种方法制得的树脂的特点是低孔体积(最高0.8mL/g)、高的比表面积(50～500m2/g)和较小的平均孔径。

(2)用非良溶剂致孔法

如在苯乙烯二乙烯苯共聚体系中使用正庚烷和正丁醇为致孔剂，这种方法形成沉淀剂致孔或PP(porous by precipitator)型共聚体。这类共聚体的特点是孔体积大(0.6～2.0mL/g)，比表面积由10到100m2/g变化，平均孔径较大。

(3)用线型聚合物致孔法

例如，使用聚苯乙烯为致孔剂时，得到高分子材料致孔或PM(porousby macromolecular materal)型共聚体。其特点为孔体积高达0.5mL/g、比表面积10m2/g和平均孔径较大。

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