專利名稱:丙烯酸系弱酸離子交換樹(shù)脂合成工藝的制作方法
本發(fā)明屬于合成功能高分子產(chǎn)品工藝。
丙烯酸系弱酸離子交換樹(shù)脂(Ⅰ)，大量用于高流速離子交換系統(tǒng)運(yùn)行。這就要求(Ⅰ)不但要交換容量高，再生效率高，再生劑用量少，更主要的是機(jī)械強(qiáng)度高，運(yùn)行時(shí)不結(jié)塊。目前國(guó)內(nèi)合成這類樹(shù)脂所選用的交聯(lián)劑，主要有二乙烯基苯(DVB)，含有雙官能團(tuán)的衣康酸酯等。其中以二乙烯基苯交聯(lián)合成(Ⅰ)的工藝，是將單體經(jīng)過(guò)聚合，得到丙烯酸甲酯聚合物珠體，然后將珠體在氫氧化鈉溶液中加熱水解，得到(Ⅰ)。但其產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度低，運(yùn)行時(shí)結(jié)塊，貯藏時(shí)發(fā)粘。1982年日本特公昭57-42339公布了用三烯丙基異三聚氰酸酯(TAIC)作為交聯(lián)劑，合成丙烯酸系弱酸離子交換樹(shù)脂的報(bào)導(dǎo)，據(jù)該專利介紹，所合成的樹(shù)脂，交換容量為6.3毫克當(dāng)量/克(干樹(shù)脂)，其它物理化學(xué)性能未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)。我們按此專利合成的(Ⅰ)，型變膨脹率達(dá)到160%以上。
本發(fā)明的目的是改進(jìn)合成工藝，制備機(jī)械強(qiáng)度好、不結(jié)塊、不發(fā)粘，轉(zhuǎn)型體變較小的丙烯酸系弱酸離子交換樹(shù)脂。
用本發(fā)明合成(Ⅰ)時(shí)，采用的是復(fù)合交聯(lián)劑和互貫交聯(lián)操作方法。復(fù)合交聯(lián)劑中，一是雙官能團(tuán)的二乙烯基苯(DVB)，結(jié)構(gòu)式為
含量＞40%;一是三官能團(tuán)的三烯丙基異三聚氰酸酯(TAIC)，結(jié)構(gòu)式為
其中R1＝R2＝R3＝-CH2-CH＝CH2含量＞95%。在配料時(shí)，二乙烯基苯與三烯丙基異三聚氰酸酯的用量比例以2-7∶8-3為宜?；ヘ灲宦?lián)是指當(dāng)懸浮聚合時(shí)，在不分離出一次聚合珠體的情況下，調(diào)溫至55～70℃。如果合成凝膠型(Ⅰ)，則將珠體與上述原用量相等至原用量1/2的單體相發(fā)生互貫交聯(lián)反應(yīng);如果合成大孔型(Ⅰ)，則將珠體與上述原用量1/2～1/3的單體相發(fā)生互貫交聯(lián)反應(yīng)。其步驟是將預(yù)先配制好的各種單體(丙烯酸甲酯，復(fù)合交聯(lián)劑DVB和TAIC的混合物)充分溶合后，加入引發(fā)劑，並攪拌至完全溶解，組成單體相。同時(shí)，在飽和食鹽水中加入一定量明膠作分散相。將配好的一定量的單體相加入分散相中，並攪拌分散為所需大小的油珠。在定型后，調(diào)溫至55～70℃。按合成凝膠型(Ⅰ)或大孔型(Ⅰ)的不同目的，分別加入上述不同量的單體相，然后在75～80℃下反應(yīng)1-3小時(shí)，接著在90～95℃反應(yīng)4-8小時(shí)，互貫交聯(lián)反應(yīng)完畢。最后用熱水洗滌4-5次，便得到(Ⅰ)的聚合物珠體。
按照本發(fā)明合成的(Ⅰ)，其物理化學(xué)性能列表如下
用本發(fā)明合成的(Ⅰ)，經(jīng)小試，運(yùn)行時(shí)不結(jié)塊，機(jī)械強(qiáng)度好，貯藏時(shí)不發(fā)粘。凝膠型的(Ⅰ)為透明光亮園球，大孔型為不透明的乳白色園球。
實(shí)例一取3000毫升三口燒瓶，分別按裝攪拌和溫度計(jì)，並用導(dǎo)電表控制電熱套加熱。按前述比例，分別取三烯丙基異三聚氰酸酯和二乙烯基苯共36克，丙烯酸甲酯364克，混合均勻，再加入引發(fā)劑偶氮二異丁腈和過(guò)氧化苯甲酰，並攪拌至完全溶解。將上述配制好的單體相加入1800毫升含有明膠的飽和食鹽水中，于68℃反應(yīng)2小時(shí)。定型后，接著調(diào)溫至55℃，再加入與上述等量的單體相，繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)。然后升溫至95℃，反應(yīng)6小時(shí)，最后用熱水洗滌3次，得到聚丙烯酸甲酯共聚物珠體。將珠體在氫氧化鈉溶液中水解后，得到凝膠型丙烯酸系弱酸離子交換樹(shù)脂。
實(shí)例二取3000毫升三口燒瓶，分別按裝攪拌和溫度計(jì)，用導(dǎo)熱油加熱，電爐用導(dǎo)電表控制。分別取丙烯酸甲酯330克，甲基丙烯酸甲酯8克，三烯丙基異三聚氰酸酯和二乙烯基苯共62克(比例同前)，再加入120克汽油，攪拌至完全互溶，然后再加入過(guò)氧化苯甲酰和偶氮二異丁腈，並攪拌至完全溶解。取上述單體相的2/3，加入1600毫升含有明膠的飽和食鹽水中，于68℃反應(yīng)2小時(shí)，定型后，接著調(diào)溫至55℃，再加入另1/3的單體相，反應(yīng)3小時(shí)。升溫至95℃時(shí)，反應(yīng)6小時(shí)，用熱水洗滌3次，得大孔聚丙烯酸甲脂珠體。在除去致孔劑后，于氫氧化鈉溶液中水解，得到大孔型丙烯酸系弱酸離子交換樹(shù)脂。
權(quán)利要求
1.一種丙烯酸系弱酸離子交換樹(shù)脂(I)合成工藝，其特征在于采用二乙烯基苯和三烯丙基異三聚氰酸酯的混合物作復(fù)合交聯(lián)劑，經(jīng)互貫交聯(lián)反應(yīng)，合成(I)的聚合物骨架；
2.按照權(quán)利要求
1所說(shuō)的丙烯酸系弱酸離子交換樹(shù)脂合成工藝，其復(fù)合交聯(lián)劑二乙烯基苯與三烯丙基異三聚氰酸酯的用量比例為2-7∶8-3;
3.按照權(quán)利要求
1所說(shuō)的丙烯酸系弱酸離子交換樹(shù)脂合成工藝，懸浮聚合時(shí)，在不分離出一次聚合物珠體的情況下，調(diào)溫至55～70℃。如果合成凝膠型(Ⅰ)，則將珠體與原用量相等至原用量1/2的單體相發(fā)生互貫交聯(lián)反應(yīng);如果合成大孔型(Ⅰ)，則將珠體與原用量1/2～1/3的單體相發(fā)生互貫交聯(lián)反應(yīng)。
專利摘要
用二乙烯基苯(DVB)交聯(lián)的丙烯酸系弱酸離子交換樹(shù)脂，機(jī)械強(qiáng)度偏低，運(yùn)行時(shí)結(jié)塊，貯藏時(shí)發(fā)粘。本發(fā)明用二乙烯基苯和三烯丙基異三聚氰酸酯(TAIC)的混合物作復(fù)合交聯(lián)劑。懸浮聚合時(shí)，在不分離出一次聚合物的情況下，與一定量的單體相進(jìn)行互貫交聯(lián)反應(yīng)，合成丙烯酸系弱酸離子交換樹(shù)脂的骨架。按此工藝生產(chǎn)出的產(chǎn)品，機(jī)械強(qiáng)度好、不結(jié)塊、不發(fā)粘、形變膨脹率低。在水處理、三廢治理、制藥工業(yè)、制糖工業(yè)及濕法冶金等方面有廣泛的用途。
文檔編號(hào)B01J39/18GK86101585SQ86101585
公開(kāi)日1987年9月23日 申請(qǐng)日期1986年3月10日
發(fā)明者王昭宇, 錢庭寶, 倪其明 申請(qǐng)人:南開(kāi)大學(xué)化工廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan