大孔吸附樹(shù)脂物化性質(zhì)及制備方法

[db:作者] / 2023-01-05 00:00

[物化性質(zhì)]大孔吸附樹(shù)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(jī)溶劑。在水和有機(jī)溶劑中能吸收溶劑而膨脹，室溫下對(duì)稀酸稀堿穩(wěn)定。耐熱、耐化學(xué)藥劑，不發(fā)生氧化還原反應(yīng)，機(jī)械強(qiáng)度大，使用壽命長(zhǎng)。根據(jù)大孔吸附樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)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(lèi)，它們的結(jié)構(gòu)特性和吸附性各異。非極性吸附樹(shù)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(qiáng)，可通過(guò)與小分子內(nèi)的疏水部分的作用吸附溶液中的有機(jī)物;極性吸附樹(shù)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(shù)脂，通過(guò)靜電相互作用吸附極性物質(zhì);中極性的吸附樹(shù)脂是含酯基的吸附樹(shù)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(guò)程中加入致孔劑，控制反應(yīng)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(xué)結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂。合成吸附樹(shù)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(zhì)；交聯(lián)劑主要為二烯苯。聚合完成后存在于共聚物中的致孔劑經(jīng)蒸餾或溶劑萃取而除去，從而得到多孔結(jié)構(gòu)。

大孔結(jié)構(gòu)的聚合物是大孔離子交換樹(shù)脂和大孔吸附樹(shù)脂的共同基礎(chǔ)，因此它們的合成方法極為相似。大孔吸附樹(shù)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(shù)脂。

大孔共聚體的孔結(jié)構(gòu)與交聯(lián)劑和致孔劑的種類(lèi)及用量密切相關(guān)。一般來(lái)講，不管致孔劑的種類(lèi)如何，在致孔劑用量一定的情況下，交聯(lián)度越高，比表面積越大，而孔徑則隨交聯(lián)度增加而減小。相反，在交聯(lián)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(jié)構(gòu)形成過(guò)程中，致孔劑起著模板的作用。因此，致孔劑的分子結(jié)構(gòu)、大小、功能基極性或偶極矩等參數(shù)都會(huì)直接影響樹(shù)脂結(jié)構(gòu)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(lèi)共聚體稱(chēng)為溶劑致孔或PS(porousbysolvent)型。這種方法制得的樹(shù)脂的特點(diǎn)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(lèi)共聚體的特點(diǎn)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(xiàn)型聚合物致孔法

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

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