強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂的合成（二）

2022-10-19

2.交聯(lián)劑的成分

陽離子交換樹脂的常用交聯(lián)劑是二乙烯苯，交聯(lián)劑二乙烯苯異構(gòu)體對共聚物的結(jié)構(gòu)影響很大，因而能顯著地影響磺化反應(yīng)的速度。

二乙烯苯的用量對共聚物的磺化反應(yīng)速度的影響是很明確的，而其異構(gòu)體的成分對共聚體的性能的影響，尚無十分清楚的解釋。苯乙烯(ST)與8%的c-DVB 2:1/m-:p-DVB、m-DVB和p--DVB共聚物的溶脹比為1.84、1.82、1.77和1.58。但這些共聚物的磺化速度既與溶脹比有關(guān)，也與溶脹比的順序不完全一致。溶脹較大的ST-c-DVB和ST-2:1/m-:p-DVB磺化反應(yīng)速度遠(yuǎn)大于ST-P-DVB，這與上述溶脹順序一致。但ST- m-DVB共聚物的磺化速度卻很特殊，當(dāng)ST-p-DVB 共聚體在80℃磺化四個小時,交換量達(dá)到4.01meq/g時，ST-m-DVB共聚體的磺化反應(yīng)幾乎尚未進(jìn)行，但50h后陽離子交換樹脂的交換量也能達(dá)到4.88的水平。

進(jìn)一步的研究表明，m-DVB與p-DVB的比例對共聚物的磺化速度影響極大。以純的m-DVB或p-DVB作交聯(lián)劑時，共聚物的磺化速度都不大，只有m-DVB與p-DVB的比例在4:1~3:2范圍內(nèi)時才有較大的磺化速度，在其比例為7:3時達(dá)到極大值3.90meq·/(g·h)。

3.磺化溫度

交聯(lián)聚苯乙烯的磺化反應(yīng)速度隨溫度的升高而加大。由于磺化時一般用二氯乙烷(bp 83℃)做溶脹劑，因此在80℃進(jìn)行磺化是比較適宜的。在磺化反應(yīng)的后期，共聚物鏈上的磺酸基使其具備了親水性，可逐漸提高溫度，在減壓的情況下將二氯乙烷蒸出、回收。陽離子樹脂的交換量達(dá)到最高值，磺化結(jié)束。