(3) 这类聚合物可与有机溶剂相容,这点与烃类类似,因此与其键联的功能基容易接近疏水性溶剂和试剂分子;
(4) 共聚物因为其优良的物理强度,并且不易因氧化、高温或水解而降解,能够承受由序列合成带来的化学和物理处理;
(5) 苯乙烯单体相对便宜。
聚苯乙烯分子中的苯环比较活泼,可以进行芳香取代反应,比如磺化、氯甲基化、硝化、卤化、锂化、羧基化、烷基化、氨基化等,可获得性质不同的功能化树脂。如,对苯环依次进行硝化,还原反应,可获得氨基取代聚苯乙烯[26];在 N,N,N’,N’-四甲基乙撑二胺(TMEDA)存在的条件下,与丁基锂反应,可以得到含锂的聚苯乙烯[27],该聚合物可以进一步与带有卤代烃、酰氯、环氧等结构的化合物反应,得到更多的活性聚合物。
此外,还能与氯甲醚反应,得到的氯甲基聚苯乙烯,再与含有巯基、有机胺、羧基的化合物反应,得到更多的衍生物,为制备离子交换树脂的有用载体。图1-1是聚苯乙烯骨架上引入了各种功能性基团的反应示意图。
图1-1: 聚苯乙烯骨架上引入各种功能性基团的反应示意图
小结
离子交换树脂广泛应用于电力、电子、食品医药和冶金等行业,根据反离子解离程度的不同,分为强酸型、强碱型、弱酸型、弱碱型。本次课题的研究方向是以苯乙烯-二乙烯苯共聚球体为基础的强酸型阳离子交换树脂,这是用途最广且用量最大的一种离子交换树脂。
1.2磺化反应
聚苯乙烯是一种高分子塑料,它具有普通塑料的一般性质,如绝热、绝缘,外观透明。其单体是苯乙烯,常用在电缆上作绝缘体或是包装用的泡沫塑料,高温易成为熔融态,此时具有流动性,但一般要保持其固定的使用形态,常温下使用;温度过低,聚苯乙烯变脆容易裂开,它还有着优异的电导性能,抗放射能力强,尤其是它在熔融状态下流动性和热稳定性好,性能优良,价格低廉,因此在生产生活中应用的非常广泛。
聚苯乙烯也可作离子交换树脂,应用在有机合成中和吸脱附中,它的来源非常广泛,价格低且易得,应用范围非常广,如生活中的泡沫塑料、餐具、防震材料、儿童玩具、包装材料、绝缘体、水处理、催化剂等。
随着它的消耗增大也带来了严重的环境问题,尽管聚苯乙烯应用广泛,给人们的生活和生产带来了很多方便益处。大家熟识的“白色污染”,聚苯乙烯便是罪魁祸首。这时它的抗腐烛、耐老化等优点,造成无法自然降解,从而成为环境难题[1]。
近年来,人们对环境的关注度增加和环保意识的增强,开始研究废弃的聚苯乙烯回收利用,如通过改性,或是加入一些芳烃的溶剂,制得化工材料进行再次利用;又或是通过一些方法降解,使高分子质量的聚苯乙烯降解为较低分子质量的聚苯乙烯;另一种方法的应用前景也是非常可观的,即通过磺化反应,使聚苯乙烯带有磺酸基团,成为既含有亲水基团和亲油基团的物质的水溶性材料,可能够改变界面张力。目前随着研究的进一步深入,己应用于精馏反应催化剂的离子交换树脂、阻污剂、水的增稠剂、电化学中的交换膜、粘合剂、生物膜等。
磺化的聚苯乙烯是由聚苯乙烯磺化后得到得,是一种水溶性高聚物,亲水性的小分子的磺酸基或酸盐以聚苯乙烯为骨架,与通过化学键结合在一起,既保留大分子的优良特性,又具有表面活性性质,也具有小分子的性质。磺化反应增加了聚合物的水溶性,能大幅度的提高磺化后的聚苯乙烯的交换性,其应用范围也扩大,如应用于制药行业、化工生产以及环保行业等领域。 年产800吨胺基树脂接枝磺酸树脂生产工艺研究(5):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_18176.html