一种弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂及其制备方法和应用。本发明专利技术采用“二次聚合”法进行聚合反应，改善离子交换树脂机械强度，并使用多元致孔进行梯度致孔，从而改善孔道结构。利用戊二醛作为氨基改性交联剂，增加氨基接枝量，增大交换容量，全交换容量不小于15mmol/g。将弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂应用于制糖工业。

【技术实现步骤摘要】
一种弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂及其制备方法和应用
本专利技术属于离子交换树脂领域，特别涉及一种弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂。
技术介绍
制糖工业是食品行业的基础工业，又是造纸、化工、发酵、医药等多种产品的原料工业，在国民经济中占有重要地位。近几年是我国糖业发展的黄金时期，国家采取了一系列政策措施，对于促进行业结构调整，保障食糖市场有效供给，增加糖料主产区农民收入起到积极的作用。数据显示，近五年时间，食糖总产量5881万吨，比上一个时间周期增加1429万吨，增长32％；食糖消费达到6439万吨，比上一个时间周期增加1546万吨，增长31.6％。近五年我国食糖净进口为568万吨，比上五年增加99万吨。从销售收入来看，行业市场规模呈波动上升趋势，整体规模不断扩大，2010年行业销售额达到663.63亿元，同比增长27.57％。离子交换树脂在制糖工业中发挥重要的作用，特别是精制和高级实用糖浆的。制糖工业如此迅猛的发展，对于离子交换树脂的数量和质量的需求日益增高。同时对新型高吸附量、特型的离子交换树脂的需求也日益增高。目前国内制糖工业一直使用D301，但是苯乙烯系的D301的吸附量和处理温度严重制约了当前行业的进一步发展。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂及其制备方法和应用。采用“二次聚合”合成技术制备弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂，首先制备出聚合种子，再进行二次聚合，再氨基功能化、交联反应，最后使用甲酸、甲醛进行甲基化处理。从而得到高全交换容量的弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂。本专利技术提供以下技术方案：一种弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂的制备方法，包括以下步骤：S1.一次聚合：单体丙烯酸甲酯和交联剂二乙烯基苯通过聚合制备聚合种子，得到种子白球；S2.二次聚合：单体丙烯酸甲酯、交联剂二乙烯基苯、多元致孔剂和种子白球进行二次聚合，得到白球；S3.氨基功能化、交联：白球利用三乙烯四胺进行氨基功能化并使用戊二醛进行交联反应，得到氨基化球；S4.甲基化：将氨基化球与甲酸、甲醛进行甲基化处理，制备得到产物。优选的，S1、S2可采用常见的聚合方法，如沉淀聚合、悬浮聚合；优选的，S2中的多元致孔剂为三元制孔剂，更优选为二乙基苯-异丁醇-甲苯；优选的，S3采用水浴回流法，反应温度为50-80℃，反应时间为1-10h，反应温度为60-65℃，反应时间为4-6h；优选的，S4中氨基化球与甲酸、甲醛的质量比为15-20：100-150：3-5；甲基化处理的反应温度为30-60℃，反应时间为20-70min，优选反应温度为50℃，反应时间为45℃；上述制备方法制备得到的弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂。弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂用于制糖工业。工作温度≤80℃，工作pH为1-7。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术采用“二次聚合”法进行聚合反应，改善离子交换树脂机械强度，并使用多元致孔进行梯度致孔，从而改善孔道结构。利用戊二醛作为氨基改性交联剂，增加氨基接枝量，增大交换容量，全交换容量不小于15mmol/g。将弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂应用于制糖工业。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作详细描述，但本专利技术的实施不仅限于此。实施例1一种弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂的制备方法，包括以下步骤：S1.一次聚合：沉淀聚合法制备种子白球：于反应容器中加入二乙烯基苯、丙烯酸甲酯、引发剂偶氮二异丁腈和溶剂乙腈，超声分散，通氮除氧，加热至70℃，反应4h，抽滤，洗涤，干燥。S2.二次聚合：丙烯酸甲酯、二乙烯基苯、二乙基苯-异丁醇-甲苯和种子白球为原料采用悬浮共聚法进行二次聚合，抽滤，洗涤，干燥得到白球；S3.氨基功能化、交联：白球充分溶胀后，加入三乙烯四胺在70℃水浴回流，滴加戊二醛，继续水浴回流，反应3h；S4.甲基化：将氨基化球与甲酸、甲醛、水混合，氨基化球与甲酸、甲醛、水的质量比为18：200：3：40在50℃反应60min，抽干母液，洗涤，抽干出料，得到产物。测试其全交换容量，可达16.8mmol/g。实施例2一种弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂的制备方法，包括以下步骤：S1.一次聚合：悬浮聚合法制备种子白球：于反应容器中加入氢氧化钠溶液和氯化镁，搅拌加热，加入丙烯酸甲酯、二乙烯基苯、分散剂和引发剂，在80℃反应2h，抽滤，洗涤，干燥。S2.二次聚合：丙烯酸甲酯、二乙烯基苯、三元致孔剂二乙基苯-异丁醇-甲苯和种子白球为原料采用悬浮共聚法进行二次聚合，抽滤，洗涤，干燥得到白球；S3.氨基功能化、交联：白球充分溶胀后，加入三乙烯四胺在70℃水浴回流，滴加戊二醛，继续水浴回流，反应3h；S4.甲基化：将氨基化球与甲酸、甲醛、水混合，氨基化球与甲酸、甲醛、水的质量比为18：200：3：40在50℃反应60min，抽干母液，洗涤，抽干出料，得到产物。测试其全交换容量，可达15.6mmol/g。对比例1一种弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂的制备方法，S2中采用二乙基苯代替三元致孔剂，其余与实施例1相同。测试其全交换容量，仅为12.3mmol/g。对比例2一种弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂的制备方法，S3中不加入戊二醛，其余与实施例1相同。测试其全交换容量，仅为11.9mmol/g。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1.一次聚合：单体丙烯酸甲酯和交联剂二乙烯基苯通过聚合制备聚合种子，得到种子白球；/nS2.二次聚合：单体丙烯酸甲酯、交联剂二乙烯基苯、多元致孔剂和种子白球进行二次聚合，得到白球。/nS3.氨基功能化、交联：白球利用三乙烯四胺进行氨基功能化并使用戊二醛进行交联反应，得到氨基化球。/nS4.甲基化：将氨基化球与甲酸、甲醛进行甲基化处理，制备得到产物。/n

【技术特征摘要】
1.一种弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.一次聚合：单体丙烯酸甲酯和交联剂二乙烯基苯通过聚合制备聚合种子，得到种子白球；
S2.二次聚合：单体丙烯酸甲酯、交联剂二乙烯基苯、多元致孔剂和种子白球进行二次聚合，得到白球。
S3.氨基功能化、交联：白球利用三乙烯四胺进行氨基功能化并使用戊二醛进行交联反应，得到氨基化球。
S4.甲基化：将氨基化球与甲酸、甲醛进行甲基化处理，制备得到产物。


2.根据权利要求1所述的弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂的制备方法，S1、S2采用沉淀聚合或悬浮聚合法。


3.根据权利要求1所述的弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂的制备方法，S2中的多元致孔剂为三元制孔剂，更优选为二乙基苯-异丁醇-甲苯。


4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚能平，刘建荣，胡德凯，王晗，樊致娟，
申请(专利权)人：皖东高科天长股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34