專利名稱：二乙烯基苯-甲基丙烯酸多孔樹脂及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及二乙烯基苯-甲基丙烯酸多孔樹脂及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
多孔樹脂出現(xiàn)于上一世紀(jì)60年代，我國于1980年以后才開始有工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)和應(yīng)用。目前吸附樹脂的應(yīng)用已遍及許多領(lǐng)域，形成一種獨特的吸附分離技術(shù)。由于結(jié)構(gòu)上的多樣性，多孔樹脂可以根據(jù)實際用途進(jìn)行選擇或設(shè)計，因此發(fā)展了許多有針對性用途的特殊品種。這是其他吸附劑所無法比擬的。也正是由于這種原因，多孔樹脂的發(fā)展速度很快，新品種，新用途不斷出現(xiàn)。多孔樹脂及其吸附分離技術(shù)在各個領(lǐng)域中的重要性越來越突出。另一方面，納米多孔材料由于均勻的納米孔，在吸附、分離、藥物傳送、電子等方面都具有廣泛的應(yīng)用性。而傳統(tǒng)的吸附樹脂的孔分布不均勻，比表面積和孔容都不夠大。如果能將吸附樹脂和納米多孔材料，合成出多孔吸附性樹脂，將在吸附與分離領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。多孔聚合物最近幾年也有一些報道。例如使用納米二氧化硅小球為模板合成出介孔聚合物(s. A. Johnson, P. J. Olliviver, Τ. Ε. Mallouk Science 1999，283, 963-965)；可以通過復(fù)制介孔二氧化硅制備介孔聚二乙烯基苯(J. Y. Kim, S. B. Yoon, F. Koolib, J. S. Yu J. Mater. Chem. 2001，11，2912-2914)；利用表面活性劑自組裝合成有序介孔酚醛樹脂(Y. Meng, D. Gu, F. Zhang, Y. Shi, H. Yang, Ζ. Li, C. Yu, B. Tu, D. Zhao, Angew. Chem. Int. Ed. 2005，44，7053-7059)；利用溶劑熱的辦法合成介孔聚二乙烯基苯(Y. Zhang, S. Wei, F. Liu, Y. Du, S. Liu, Y. Ji, Τ. Yokoi, Τ. Tatsumi, F. S. Xiao, Nano Todar, 2009, 4，135)。但是這些納米孔的聚合物的合成都還只是實驗室階段，部分由于合成步驟復(fù)雜，或者使用的原料或者溶劑毒害比較大，在生產(chǎn)工程中會造成很多問題，因此這些報道的結(jié)果都沒有真正應(yīng)用到生產(chǎn)中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有良好吸附性能的二乙烯基苯-甲基丙烯酸多孔樹脂。本發(fā)明的另一目的是提供高效安全的，上述二乙烯基苯-甲基丙烯酸多孔樹脂的生產(chǎn)方法。為實現(xiàn)第一個發(fā)明目的，所采用的技術(shù)方案是這樣的二乙烯基苯-甲基丙烯酸多孔樹脂，以二乙烯基苯和甲基丙烯酸為聚合單元，其特征在于孔徑在0. 5-lOOnm之間， 比表面積在180-450m2/g之間。本發(fā)明的聚合物中，還可包括胺基或巰基。為實現(xiàn)第二個發(fā)明目的，所采用的技術(shù)方案是這樣的二乙烯基苯多孔樹脂的生產(chǎn)方法，步驟如下將二乙烯基苯、甲基丙烯酸及其衍生物和致孔溶劑攪拌混合后，加入聚合引發(fā)劑，在70-120° C下攪拌聚合6- 小時，然后在110-130° C蒸餾回收溶劑；所述的致孔溶劑為甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯中的一種或幾種的混合物；所述的聚合引發(fā)劑為偶氮二異丁腈；所述的甲基丙烯酸衍生物為甲基丙稀酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯；二乙烯基苯甲基丙烯酸及其衍生物致孔溶劑聚合引發(fā)劑的質(zhì)量比為1 1"5 2-20 0.0001-0. 0003。上述反應(yīng)均在反應(yīng)釜中進(jìn)行，反應(yīng)結(jié)束后，通過蒸餾的方法將有機溶劑回收，有機溶劑回收率達(dá)到85%，產(chǎn)品產(chǎn)率達(dá)到90%。常規(guī)的苯乙烯類樹脂材料，以線性交聯(lián)為主，交聯(lián)度較低；采用本發(fā)明的方法，可以得到交聯(lián)度較高的二乙烯基苯多孔樹脂，以體形交聯(lián)為主。這是本發(fā)明的樹脂吸附能力強，穩(wěn)定性高的主要原因。生產(chǎn)方法和二乙烯基苯多孔樹脂交聯(lián)度之間的關(guān)系，還有待于進(jìn)一步的研究。本發(fā)明的多孔樹脂，對苯及其衍生物的其他吸附能力達(dá)到2_6g/g，苯的衍生物包括甲苯，乙苯，二甲苯，三甲苯等；對金屬離子的吸附能力達(dá)到3g/g，金離子種類包括 Zn2+，Cu2+，Cd2+，Mn2+，Hg+等。另外，本發(fā)明中的生產(chǎn)方法產(chǎn)率高，排放少，產(chǎn)品對有機毒害及其他毒害物，污水中的污染物等都具有強吸附能力。


圖1為實施例一的產(chǎn)品吸附等溫線； 圖2為實施例一的產(chǎn)品紅外圖3為實施例二的產(chǎn)品吸附等溫線； 圖4為實施例二的產(chǎn)品紅外圖。
具體實施例方式實施例一
將1噸二乙烯基苯，10噸甲酸甲酯，1噸甲基丙烯酸，3公斤偶氮二異丁腈通過加料泵注入反應(yīng)釜，在攪拌的條件下在加熱到100° C，反應(yīng)M小時，然后打開溶劑回收管路，蒸餾溶劑，最終得到1. 8噸聚二乙烯基苯-甲基丙烯酸功能材料。產(chǎn)品的吸附等溫線見圖1，從N2吸附試驗中得到樣品的孔徑在30納米左右，比表面積在450m2/g左右。而且從圖2可以看到羧基的特征振動峰，說明甲基丙烯酸已經(jīng)進(jìn)入樣品骨架。有機物蒸汽的吸附能力測試采取動態(tài)吸附，即使用含有有機物蒸汽的氮氣氣流通過吸附材料，根據(jù)材料吸附前后的質(zhì)量差異得到材料的吸附能力。經(jīng)過測試本實施例對甲苯蒸汽的吸附能力為6g/g，對二甲苯的吸附能力為2 g/g。實施例二
將1噸二乙烯基苯，12噸乙酸甲酯，1噸甲基丙烯酸，3公斤偶氮二異丁腈通過加料泵注入反應(yīng)釜，在攪拌的條件下在加熱到100° C，反應(yīng)M小時，然后打開溶劑回收管路，蒸餾溶劑，最終得到1. 8噸聚二乙烯基苯-甲基丙烯酸功能材料。材料用二氯亞砜處理，再和己二胺反應(yīng)得到含有胺基的功能化樹脂材料。
產(chǎn)品的吸附等溫線見圖3，從N2吸附試驗中得到樣品的孔徑在30納米左右，比表面積在350m2/g左右。而且從圖4可以看到羧基的特征振動峰，說明甲基丙烯酸已經(jīng)進(jìn)入樣品骨架。經(jīng)過測試本實施例對苯蒸汽的吸附能力為3g/g。
權(quán)利要求
1.二乙烯基苯-甲基丙烯酸多孔樹脂，以二乙烯基苯和甲基丙烯酸為聚合單元，其特征在于孔徑在0. 5-100nm之間，比表面積在180-450m2/g之間。
2.如權(quán)利要求1所述的多孔樹脂，其特征在于聚合物中還包括胺基或巰基。
3.二乙烯基苯多孔樹脂的生產(chǎn)方法，步驟如下將二乙烯基苯、甲基丙烯酸及其衍生物和致孔溶劑攪拌混合后，加入聚合引發(fā)劑，在70-120° C下攪拌聚合6-M小時，然后在 110-130° C蒸餾回收溶劑；所述的致孔溶劑為甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯中的一種或幾種的混合物；所述的聚合引發(fā)劑為偶氮二異丁腈；所述的甲基丙烯酸衍生物為甲基丙稀酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯；二乙烯基苯甲基丙烯酸及其衍生物致孔溶劑聚合引發(fā)劑的質(zhì)量比為1 :1-5 :2-20 0. 0001-0. 0003。
全文摘要
本發(fā)明公開了二乙烯基苯-甲基丙烯酸多孔樹脂及其生產(chǎn)方法，以二乙烯基苯和甲基丙烯酸為聚合單元，孔徑在0.5-100nm之間，比表面積在180-450m2/g之間。將二乙烯基苯、甲基丙烯酸及其衍生物和致孔溶劑攪拌混合后，加入聚合引發(fā)劑，攪拌聚合，然后蒸餾回收溶劑。本發(fā)明的多孔樹脂，對苯及其衍生物的其他吸附能力達(dá)到2-6g/g。另外，本發(fā)明中的生產(chǎn)方法產(chǎn)率高，排放少，產(chǎn)品對有機毒害及其他毒害物，其他污水中的污染物等都具有強吸附能力。
文檔編號B01J20/26GK102336863SQ20111018751
公開日2012年2月1日 申請日期2011年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月6日
發(fā)明者趙紅霞 申請人:杭州西弗環(huán)境工程有限公司