專利名稱：磁性大孔吸附離子交換樹脂制備法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于樹脂的制備技術(shù)，特別涉及磁性大孔吸附離子交換樹脂的制備技術(shù)。
現(xiàn)有磁性樹脂屬于只有磁性或具有磁性的凝膠型離子交換樹脂。其制備方法，主要有下述幾種(1)本體聚合法。它是將相當(dāng)于單體用量的10～30%的磁性物質(zhì)(如FeSO4、γ-Fe2O3等)加入到單體中進(jìn)行本體聚合，得到磁性化合物，再經(jīng)磨碎、過(guò)篩得到不定型顆粒狀磁性樹脂;(2)懸浮聚合法。它是將單體、交聯(lián)劑與磁性物質(zhì)(如磁性金屬粉、金屬化合物等)混合后，再加入引發(fā)劑、分散劑等助劑，在加熱攪拌條件下，懸浮聚合得到球珠狀的磁性樹脂;(3)包埋接枝法。其是將磁粉先包埋在交聚物微球內(nèi)作為磁心，然后，用接枝方法在聚合物的外表面上接上活性分子鏈，從而得到殼狀磁性樹脂;(4)復(fù)合或混合交聯(lián)法。它是將磁性粉末、吸附劑粉末和粘結(jié)劑復(fù)合而得到無(wú)規(guī)則形狀的磁性樹脂，或者用低分子量的高分子化合物與磁性粉末混合后，再用固化劑固化成球珠狀的磁性樹脂。雖然上述各種方法都能制備到磁性樹脂，但由于磁性材料不易順利地包埋在高聚物微球中，致使磁性物質(zhì)包埋量小且不均勻，故其耐酸、堿性能差，尤其溫度較高條件下性能更差。同時(shí)，因所用的單體、交聯(lián)劑和其它助劑的配方、工藝條件不同，所制得的磁性樹脂的性能和應(yīng)用范圍將不相同?，F(xiàn)有的磁性樹脂或凝膠型的磁性離子交換樹脂，一般只有磁性或離子交換性。而后者樹脂的孔徑一般只有20～40
，這種孔只能在濕狀態(tài)下存在。當(dāng)干燥時(shí)，它失去水份，體積縮小、微孔緊閉(即孔塌下來(lái))，因此，這種磁性樹脂只能在離子溶液中，在溶脹狀態(tài)下作為離子交換使用，并且很容易被有機(jī)物中毒，故其在非水體系中無(wú)法應(yīng)用。而前者樹脂只能使用在錄相、錄音磁帶及靜電油漆等涂料、調(diào)色劑中。
本發(fā)明的目的就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)及其產(chǎn)品存在的問(wèn)題和缺點(diǎn)，提供一種新的制備技術(shù)和一種用途特別廣泛的、具有永久性大孔結(jié)構(gòu)的既有磁性、又有吸附性和離子交換性的磁性大孔吸附離子交換樹脂。
本發(fā)明要點(diǎn)是采用分段升溫聚合程序，第一段是選用鏈狀烷烯酸(酯)類(如甲基丙烯酸甲酯)或芳香烯烴類(如苯乙烯)作為單體30～50份，加進(jìn)(下述百分比均為占單體用量的%)10～25%的芳香二烯烴類(如苯二甲酸二丙烯酯)或相應(yīng)的二烯烴類(如二乙烯苯)交聯(lián)劑、0.05～1%的引發(fā)劑(如過(guò)氧化苯甲酰)、30～50%的烴類致孔劑(如汽油、苯、液體石蠟類)，進(jìn)行一段升溫到70～80℃溫度下攪拌混合均勻后，再加入10～30%的磁性材料(如磁性金屬粉或金屬化合物粉)、0.05～0.1%的烷基酸酯類助劑，并在相同溫度下繼續(xù)攪拌均勻。第二段是將上述單體的混合物倒進(jìn)裝有1～1.25%的分散劑(明膠、滑石粉類)水相溶液的反應(yīng)釜中進(jìn)行二段升溫到80～90℃溫度下懸浮聚合4～5小時(shí)，形成顆粒后，再繼續(xù)熟化1～2小時(shí)，待冷卻、出料后，用堿、熱水和濃度95%以上的酒精、冷水反復(fù)清洗干凈，晾干后在抽提器中用無(wú)水乙醇抽提5～6小時(shí)，出料后用蒸餾水清洗干凈，晾干后進(jìn)行水解或磺化宮能團(tuán)化反應(yīng)，制得磁性大孔吸附離子交換樹脂。其工藝流程圖如說(shuō)明書附圖
所示。
本發(fā)明技術(shù)及其產(chǎn)品與現(xiàn)有技術(shù)及其產(chǎn)品相比較，有如下的優(yōu)點(diǎn)和效果①由于本發(fā)明技術(shù)中，創(chuàng)造性地加進(jìn)烴類致孔劑，使制得的磁性樹脂具有永久性大孔結(jié)構(gòu)，且既有磁性、又有吸附性和離子交換性，成為一種特殊的吸附劑。這種吸附劑由于其比表面積大、顆粒小、比重大，在磁場(chǎng)作用下，能形成磁性穩(wěn)定流化床，該床層具有流體壓力降小、傳質(zhì)速率高，提高了分離能力和分離效果。由于微粒磁化后，具有磁力絮凝性，能形成較大的絮凝物，所以，在處理懸浮物質(zhì)時(shí)起著過(guò)濾作用，能防止吸附劑在輸送管道和泵系統(tǒng)中沉積。而且這種磁性絮凝物略經(jīng)攪拌又能分散開來(lái)，使洗滌、再生方便、綜上所述，磁性大孔吸附離子交換樹脂特別適用于連續(xù)逆流的吸附或離子交換系統(tǒng)中，從而決定了其能廣泛用于流動(dòng)床中進(jìn)行分離精制、脫色、澄清，在環(huán)境保護(hù)中用于處理廢水的重金屬和生物化學(xué)工程中的大分子物質(zhì)的提純，為上述分離、提純過(guò)程的自動(dòng)化及大規(guī)模生產(chǎn)提供了良好條件;②由于在制備磁性大孔吸附離子交換樹脂中，創(chuàng)造性地加入了酯類助劑并在工藝操作過(guò)程中采用分段升溫聚合程序，使磁性材料能均勻地分散在聚合物溶液中，使得磁性材料能均勻順利地包埋在高聚物微球中，得到含磁性材料量大且均一的磁性高分子微球，完全克服了現(xiàn)有技術(shù)中很難包埋住磁性材料的缺點(diǎn)。同時(shí)，磁性大孔吸附離子交換樹脂克服了一般離子交換樹脂由于顆粒小、沉降速度慢、床層壓力降很大，必須在較高的壓力下操作以及再生困難的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的實(shí)施，只要按上述的配方要求、工藝流程及操作條件進(jìn)行，便能制備得到磁性大孔吸附離子交換樹脂。發(fā)明人經(jīng)長(zhǎng)期研究，有許多成功實(shí)施例，下述就是其中之一(各組份的用量均為單體用量的%)單體(甲基丙烯酸甲酯)40份交聯(lián)劑(二乙烯苯或苯二甲酸二丙烯酯)12%引發(fā)劑(過(guò)氧化苯甲酰)0.8%烴類致孔劑(汽油、液體石蠟)40%酯類助劑(烷基酸酯)0.07%磁性材料(γ-Fe2O3)20%分散劑(明膠、滑石粉)水溶液1%水相∶單體相＝3.5∶1按上述配方及前述工藝流程、操作條件制備得到的磁性大孔吸附離子交換樹脂的性能測(cè)試結(jié)果為磁化率4.7%(按含磁性物質(zhì)的量計(jì)算)比表面積230M2/g平均孔徑590
交換容量9.21Meq/g測(cè)試表明，所制備得到的樹脂同時(shí)具有磁性、吸附性和離子交換性。
權(quán)利要求
一種磁性大孔吸附離子交換樹脂的制備方法，其特征在于采用分段升溫聚合程序第一段是選用鏈狀烷烯酸(酯)類或芳香烯烴類為單體30～50份，加進(jìn)(下述%均為占單體用量的%)10～25%的芳香二烴類或相應(yīng)的二烯烴類交聯(lián)劑、0.05～1%的引發(fā)劑、30～50%的烴類致孔劑，進(jìn)行一段升溫到70～80℃溫度條件下攪拌混合均勻后，再加入10～30%的磁性材料，0.05～0.1%的烷基酸酯類助劑并在相同溫度下繼續(xù)攪拌均勻；第二段是將上述單體混合物倒進(jìn)裝有1～1.25%的分散劑水相溶液的反應(yīng)釜中，繼續(xù)加熱升溫到80～90℃溫度下懸浮聚合4～5小時(shí)形成顆粒，并繼續(xù)熟化1～2小時(shí)，待冷卻、出料并用堿、水、酒精清洗處理，晾干后用乙醇抽提5～6小時(shí)，最后出料、清洗、晾干后進(jìn)行水解或磺化官能團(tuán)化反應(yīng)制備成磁性大孔吸附離子交換樹脂。
全文摘要
本發(fā)明是制備磁性大孔吸附離子交換樹脂的方法。它采用分段升溫聚合程序，在配方中加進(jìn)烴類致孔劑、酯類助劑。其解決了現(xiàn)有技術(shù)中磁性材料不易包住的難點(diǎn)，使磁性材料能均勻順利地包埋在高聚物微球中，制備得具有永久性大孔結(jié)構(gòu)，同時(shí)具有磁性、吸附性和離子交換性的樹脂，它是能廣泛用于流動(dòng)床進(jìn)行物質(zhì)分離精制、脫色、澄清及在環(huán)保中進(jìn)行廢水處理和生化工程中用于提純的特殊吸附劑。為分離、提純的自動(dòng)化及大規(guī)模生產(chǎn)提供良好的條件。
文檔編號(hào)C08J5/20GK1053622SQ9110065
公開日1991年8月7日 申請(qǐng)日期1991年1月29日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月29日
發(fā)明者葉振華 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)