聚苯乙烯磺酸型離子交換樹脂的工藝合成.pdf

1、聚苯乙烯磺酸型離子交換樹脂由于其優(yōu)良的離子交換性能、易再生及物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，被廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)生活中，而決定其性能的關(guān)鍵步驟是磺化反應(yīng)，也就是向聚苯乙烯的苯環(huán)上引入磺酸基。目前，工業(yè)上磺化聚苯乙烯，產(chǎn)生大量的廢酸，而且產(chǎn)品中雜質(zhì)較多，因此，研究聚苯乙烯的磺化反應(yīng)具有重要應(yīng)用價值。本課題研究內(nèi)容和所取得的創(chuàng)新性進展如下:
　　 (1)將傳統(tǒng)的磺化聚苯乙烯的磺化劑濃H2SO4(98％)和發(fā)煙硫酸得到的磺化產(chǎn)物，與本課題所設(shè)計的磺化劑

2、SO3、SO3/烷基磷酸酯體系以及?；撬狨サ幕腔a(chǎn)物進行對比分析，得到傳統(tǒng)磺化劑的磺化產(chǎn)物呈粉色或黑色，表明磺化程度不夠或是有焦化、多磺化等副反應(yīng);而SO3/烷基磷酸酯體系和酰基磺酸酯為磺化劑的產(chǎn)品呈淡黃色透明顆粒，磺化效率高，副反應(yīng)較少。
　　 (2)對SO3/烷基磷酸酯體系和?；撬狨榛腔瘎┑幕腔a(chǎn)品作定性的分析，通過FT-IR、EDS、SEM檢測，對磺化后苯環(huán)上出現(xiàn)的特征吸收峰進行表征和硫元素含量進行粗略估計。結(jié)果表明

3、，苯環(huán)上連有磺酸基，硫元素個數(shù)百分比達到4.0％以上，并且磺化后微粒表面形貌發(fā)生了改變，凸凹結(jié)構(gòu)明顯，比表面積增大。
　　 (3)對磺化工藝條件進行了優(yōu)化，討論了反應(yīng)時間、磺化劑用量、反應(yīng)溫度和磺化劑制備方法對磺化度的影響，得到磺化度隨時間、磺化劑用量和溫度的變化趨勢圖，以及磺化度受磺化劑制備方法的影響關(guān)系。結(jié)果表明，當(dāng)反應(yīng)時間2～3h，磺化劑:聚苯乙烯（摩爾比）:2～3∶1，反應(yīng)溫度55～60℃，磺化效率達到最大，磺化度達到9