功能化聚苯乙烯樹脂的制備及其應用的初步研究.pdf

1、功能高分子的內容豐富、品種繁多、發(fā)展迅速，已經成為工業(yè)生產各個領域必不可少的關鍵材料，將對21世紀人類社會生活產生巨大影響。聚苯乙烯樹脂(PS)經功能化后，可賦予樹脂新的、更廣泛的用途，因而為人們所關注?？色@得不同功能基團的PS，如：磺酸基、鹵素基、硝基、不同碳鏈的烷基等，但目前存在著如雙鍵含量太少且位于樹脂結構內部、難以控制微球粒徑及擔載量等問題。
　　 本文以丙烯酰氯為?；噭ㄟ^Friedel-Craft?；磻苽?/p>

2、含有雙鍵的聚苯乙烯-二乙烯基苯樹脂的最優(yōu)工藝條件為：反應時間為30min，催化劑：丙烯酰氯=1.25:1；最佳投料比為1:2:2。在該優(yōu)化條件下，可制得雙鍵含量為3.85mmol·g-1、遠高于傳統共聚法得到的“懸掛雙鍵”含量的聚苯乙烯-二乙烯基苯樹脂。其化學性質更活潑，能引入更多的功能基團，應用范圍更廣。該功能化樹脂的結構經紅外光譜、化學滴定及氯元素分析得到表征。
　　 其次，介紹了采用丁二酸酐為?；噭汧riedel-

3、Crafts酰基化反應得到脂肪族羧酸型陽離子交換樹脂。最佳優(yōu)化條件為：二氯甲烷：硝基苯=10:1，混合溶劑量=11mL/g-PS，反應時間為10h，AlCl3：丁二酸酐=3:1。在該優(yōu)化條件下可獲得高擔載量(3.50mmol·g-1)的、有手臂鏈長的脂肪族弱酸型陽離子交換樹脂。該方法可控制反應程度，在疏水性的交聯聚苯乙烯微球近表面和表面進行功能化。制成的羧基樹脂結構規(guī)整，粒徑均一，可通過優(yōu)化條件控制擔載量，可克服大量羧基包裹在微球內部，

4、或難以控制水解條件、難以控制微球的粒徑和擔載量等缺點，并且反應條件溫和。經過酸堿滴定、紅外光譜等分析手段可定性、定量地確定了該產物的結構和擔載量。
　　 在交聯的聚苯乙烯微球上，以順丁烯二酸酐作為酰基化試劑，通過Friedel-Crafts?；磻玫揭环N含有雙鍵的脂肪族弱酸型陽離子交換樹脂。通過對反應條件的優(yōu)化，可獲得高雙鍵擔載量(約為3.16mmol·g-1)的、有手臂鏈長的脂肪族弱酸型陽離子交換樹脂，且最高羧基擔載量為

5、354mmol·g-1。
　　 最后，通過Michael反應，以乙二胺化交聯聚苯乙烯樹脂和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸為原料，制備得到新型的脂肪磺酸基陽離子交換樹脂。最佳反應條件為：反應時間18h，溫度100℃，PS-Acyl-EDA：AMPS：K2CO3：TBAB(摩爾比)=1:10:2:0.2。該方法不同于以往的樹脂磺化方法，而具有較長的手臂鏈，易于和其它物質反應或進行離子交換。而且避免了芳香族磺酸樹脂的磺化水解逆反應。