交联聚苯乙烯树脂及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种交联聚苯乙烯树脂及其制备方法和用途。交联聚苯乙烯树脂上接枝有二异辛胺功能基团。交联聚苯乙烯树脂的制备方法，包括如下步骤：将氯甲基化聚苯乙烯交联微球加入到含有二异辛胺的溶液中，溶胀，加入缚酸剂，在50～80℃下反应2～48h，得到所述交联聚苯乙烯树脂。本发明专利技术的交联聚苯乙烯树脂对钚离子具有良好的吸附效果。离子具有良好的吸附效果。离子具有良好的吸附效果。

【技术实现步骤摘要】
交联聚苯乙烯树脂及其制备方法和用途


[0001]本专利技术涉及一种交联聚苯乙烯树脂及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]随着核电的快速发展，核电站产生的放射性乏燃料逐渐积累。由于现有的反应堆技术对核燃料中钚的利用率较低，导致放射性乏燃料中的钚含量较高。为了减少危害，提高钚资源的利用率，亟需研发一种能够有效处理含钚废水的方法。
[0003]目前，含钚废水的处理方法主要有离子交换法、化学沉淀法、蒸发浓缩法、膜分离法和生物化学法等。离子交换法是处理含钚废水的一种较为高效、经济和可靠的方法。离子交换法的作用原理是：利用离子交换树脂上的可交换功能基团与钚离子的相互作用，将钚离子吸附到离子交换树脂上，从而达到将钚离子从废水中去除的目的。但是，现有的离子交换树脂的耐辐照性较差，对含钚废水中的钚的吸附容量较低，吸附效果较差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的一个目的在于提供一种交联聚苯乙烯树脂，其对钚离子具有良好的吸附效果。本专利技术的另一目的在于提供一种交联聚苯乙烯树脂的制备方法。本专利技术的再一个目的在于提供一种交联聚苯乙烯树脂的用途。
[0005]一方面，本专利技术提供了一种交联聚苯乙烯树脂，所述交联聚苯乙烯树脂上接枝有二异辛胺功能基团。
[0006]本专利技术的交联聚苯乙烯树脂对钚离子具有良好的吸附性能。可用于吸附放射性废液中的钚。
[0007]根据本专利技术的一些实施方式，交联聚苯乙烯树脂是接枝有二异辛胺功能基团的聚苯乙烯交联微球。
[0008]根据本专利技术的一些实施方式，交联聚苯乙烯树脂通过二异辛胺和氯甲基化聚苯乙烯交联微球之间的取代反应制成。氯甲基化聚苯乙烯交联微球可以采用本专利技术的制备方法制成。这样的交联聚苯乙烯树脂不仅对放射性废液中的钚具有良好的选择性和吸附性，而且其机械性能良好，在处理含钚废液时具有较长的使用寿命。
[0009]另一方面，本专利技术提供一种上述交联聚苯乙烯树脂的制备方法，包括如下步骤：
[0010]将氯甲基化聚苯乙烯交联微球加入到含有二异辛胺的溶液中，溶胀，加入缚酸剂，在50～80℃下反应2～48h，得到所述交联聚苯乙烯树脂。
[0011]根据本专利技术的制备方法，优选地，所述含有二异辛胺的溶液中二异辛胺的浓度为10～80vol％；所述氯甲基化聚苯乙烯交联微球的质量与所述含有二异辛胺的溶液的体积之比为1g:(4～20)mL。
[0012]根据本专利技术的一些实施方式，所述含有二异辛胺的溶液中二异辛胺的浓度为45～70vol％；所述氯甲基化聚苯乙烯交联微球的质量与所述含有二异辛胺的溶液的体积之比为1g:(4～6)mL。这样更有助于将二异辛胺功能基团接枝到微球上。
[0013]本专利技术中，含有二异辛胺的溶液的溶剂为有机溶剂，例如甲醇。这样形成的交联聚苯乙烯树脂对钚的吸附效果更佳。
[0014]本专利技术中，反应温度可以为50～80℃；优选为60～80℃。反应时间可以为2～48h；优选为8～24h。这样更有助于二异辛胺与微球上的
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Cl发生取代反应。
[0015]本专利技术中，缚酸剂可以为有机碱或无机碱；优选为甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺或吡啶；更优选为吡啶或三甲胺。
[0016]根据本专利技术的制备方法，优选地，所述缚酸剂选自吡啶或三甲胺；所述缚酸剂与所述氯甲基化聚苯乙烯交联微球的质量比为(0.3～0.6):1。这样可以提高交联聚苯乙烯树脂对钚的吸附效果。
[0017]根据本专利技术的制备方法，优选地，还包括如下步骤：
[0018]将苯乙烯骨架共聚物交联微球加入溶剂中溶胀，然后加入氯甲基甲醚和路易斯酸催化剂，升温至20～60℃，反应2～48h，再经洗涤和干燥，得到所述氯甲基化聚苯乙烯交联微球；
[0019]其中，所述氯甲基甲醚的体积与所述苯乙烯骨架共聚物交联微球的质量之比为(2.5～10)mL:1g；
[0020]所述路易斯酸催化剂选自FeCl3、AlCl3、TiCl4或ZnCl2；
[0021]所述路易斯酸催化剂与所述苯乙烯骨架共聚物交联微球的质量比为(0.1～0.5):1。
[0022]根据本专利技术的制备方法，优选地，所述氯甲基甲醚的体积与所述苯乙烯骨架共聚物交联微球的质量之比为(2.5～5)mL:1g；所述路易斯酸催化剂选自FeCl3、AlCl3或ZnCl2；所述路易斯酸催化剂与所述苯乙烯骨架共聚物交联微球的质量比为(0.1～0.3):1。这样有助于提高微球上氯甲基的分布均匀性。
[0023]本专利技术中，可以将苯乙烯骨架共聚物交联微球加入到有机溶剂中进行溶胀。有机溶剂可以为甲苯、邻苯二甲酸二丁酯或十六烷等。
[0024]本专利技术中，在氯甲基化反应过程中，可以升温至20～60℃；优选为升温至45～55℃。反应时间可以为2～48h；优选为8～24h。这样能够在较短的时间内，在微球上形成较多的氯甲基。
[0025]本专利技术中，氯甲基化反应完成后，洗涤所用的溶剂可以为甲醇、乙醇、去离子水等。根据本专利技术的一些实施方式，洗涤所用的溶剂为无水甲醇与去离子水的混合液，且两者的体积比为1:1。
[0026]本专利技术中，氯甲基化反应完成后，干燥温度可以为30～60℃。干燥时间可以为12～24h。在某些实施方式中，将洗涤后的产物置于50℃下真空干燥24h，得到氯甲基化聚苯乙烯交联微球。
[0027]根据本专利技术的制备方法，优选地，还包括以下步骤：
[0028]将苯乙烯单体、交联剂、引发剂和致孔剂混合均匀，然后加入至分散剂的水溶液中，搅拌得到球珠；随后升温至80～85℃，反应8～24h，得到微球；将所述微球置于90～100℃的水中煮沸，固液分离，干燥，得到所述苯乙烯骨架共聚物交联微球。
[0029]本专利技术中，分散剂的水溶液与有机相(包括苯乙烯、交联剂、引发剂和致孔剂)的体积比可以为(1.2～3.2)：1；优选为(1.4～2)：1。这样有助于形成粒度均匀的球珠。
[0030]本专利技术中，交联剂可以选自三甲基丙烯酸甘油酯、三聚异氰尿酸三烯丙酯或二乙烯苯；优选为三甲基丙烯酸甘油酯或三聚异氰尿酸三烯丙酯。这样形成的微球具有较高的机械强度。
[0031]本专利技术中，致孔剂可以选自甲苯、二甲苯、异辛烷、正庚烷或石油醚；优选为异辛烷、正庚烷或石油醚；更优选为正庚烷或石油醚。这样既可以保证微球的机械强度，又可以使微球含有丰富的孔隙结构。
[0032]本专利技术中，分散剂可以选自淀粉、聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、羟丙基纤维素和明胶中的至少一种；优选为淀粉或明胶。这样有助于形成球形度和单分散性较好的微球。
[0033]根据本专利技术的一些实施方式，称取0.8～4g淀粉，加入180～200ml去离子水，随后加热至50～60℃，直至淀粉完全溶解，得到分散剂的水溶液。
[0034]根据本专利技术的制备方法，优选地，所述交联剂选自三甲基丙烯酸甘油酯或三聚异氰尿酸三烯丙酯；所述引发剂选自过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈；所述致孔剂选自正庚烷或石油本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交联聚苯乙烯树脂，其特征在于，所述交联聚苯乙烯树脂上接枝有二异辛胺功能基团。2.根据权利要求1所述的交联聚苯乙烯树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将氯甲基化聚苯乙烯交联微球加入到含有二异辛胺的溶液中，溶胀，加入缚酸剂，在50～80℃下反应2～48h，得到所述交联聚苯乙烯树脂。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述含有二异辛胺的溶液中二异辛胺的浓度为10～80vol％；所述氯甲基化聚苯乙烯交联微球的质量与所述含有二异辛胺的溶液的体积之比为1g:(4～20)mL。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述缚酸剂选自吡啶或三甲胺；所述缚酸剂与所述氯甲基化聚苯乙烯交联微球的质量比为(0.3～0.6):1。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，还包括如下步骤：将苯乙烯骨架共聚物交联微球加入溶剂中溶胀，然后加入氯甲基甲醚和路易斯酸催化剂，升温至20～60℃，反应2～48h，再经洗涤和干燥，得到所述氯甲基化聚苯乙烯交联微球；其中，所述氯甲基甲醚的体积与所述苯乙烯骨架共聚物交联微球的质量之比为(2.5～10)mL:1g；所述路易斯酸催化剂选自FeCl3、AlCl3、TiCl4或ZnCl2；所述路易斯酸催化剂与所述苯乙烯骨架共聚物交联微球的质量比为(0.1～0.5):1。6.根据权利要求5所述的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈树森，勾阳飞，宿延涛，常华，王海珍，李子明，吴浩天，宋艳，崔文星，龚伟，张罡，朱盈喜，杨廷贵，胡晓丹，王健，邹会军，
申请(专利权)人：中核矿业科技集团有限公司中核四零四有限公司，
类型：发明
国别省市：