大孔吸附樹脂物化性質及制備方法

[db:作者] / 2023-01-05 00:00

[物化性質]大孔吸附樹脂多為白色球狀顆粒，一般不溶于水、酸堿溶液及甲醇、乙醇、丙酮、苯、氯仿等有機溶劑。在水和有機溶劑中能吸收溶劑而膨脹，室溫下對稀酸稀堿穩定。耐熱、耐化學藥劑，不發生氧化還原反應，機械強度大，使用壽命長。根據大孔吸附樹脂的結構表面不帶或帶有不同極性的功能基，可分為非極性、中極性和極性三類，它們的結構特性和吸附性各異。非極性吸附樹脂是由偶極距很小的單體聚合制得，不帶任何功能基，孔表的疏水性較強，可通過與小分子內的疏水部分的作用吸附溶液中的有機物;極性吸附樹脂是指含酰氨基、氰基、酚羥基等含氮、氧、硫極性功能基的吸附樹脂，通過靜電相互作用吸附極性物質;中極性的吸附樹脂是含酯基的吸附樹脂，其表面兼有疏水和親水兩部分。

[制備方法]在高分子化合物合成過程中加入致孔劑，控制反應條件可以制成具有一定孔徑、孔容、比表面積和特定表面化學結構的樹脂。合成吸附樹脂單體有苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等；致孔劑有汽油、苯、石蠟等不含雙鍵、不參與共聚、能溶于單體、可使共聚物溶脹或沉淀的物質；交聯劑主要為二烯苯。聚合完成后存在于共聚物中的致孔劑經蒸餾或溶劑萃取而除去，從而得到多孔結構。

大孔結構的聚合物是大孔離子交換樹脂和大孔吸附樹脂的共同基礎，因此它們的合成方法極為相似。大孔吸附樹脂的特殊性在于它們需要具有較高的比表面積，較大的孔體積，因此，并非所有大孔共聚體都可以作為吸附樹脂。

大孔共聚體的孔結構與交聯劑和致孔劑的種類及用量密切相關。一般來講，不管致孔劑的種類如何，在致孔劑用量一定的情況下，交聯度越高，比表面積越大，而孔徑則隨交聯度增加而減小。相反，在交聯度固定不變的情況下，致孔劑用量越多孔體積越大，致孔劑的分子量越大，孔徑越大。

在大孔結構形成過程中，致孔劑起著模板的作用。因此，致孔劑的分子結構、大小、功能基極性或偶極矩等參數都會直接影響樹脂結構的形成。Sederel最先歸納出三種制備大孔共聚體的方法。

(1)用良溶劑致孔法

例如，在苯乙烯-二乙烯苯共聚體系中使用甲苯和二氯乙烷等為致孔劑。Sederel等把這類共聚體稱為溶劑致孔或PS(porousbysolvent)型。這種方法制得的樹脂的特點是低孔體積(最高0.8mL/g)、高的比表面積(50～500m2/g)和較小的平均孔徑。

(2)用非良溶劑致孔法

如在苯乙烯二乙烯苯共聚體系中使用正庚烷和正丁醇為致孔劑，這種方法形成沉淀劑致孔或PP(porous by precipitator)型共聚體。這類共聚體的特點是孔體積大(0.6～2.0mL/g)，比表面積由10到100m2/g變化，平均孔徑較大。

(3)用線型聚合物致孔法

例如，使用聚苯乙烯為致孔劑時，得到高分子材料致孔或PM(porousby macromolecular materal)型共聚體。其特點為孔體積高達0.5mL/g、比表面積10m2/g和平均孔徑較大。

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