聚苯乙烯磺酸型离子交换树脂的制备方法技术

聚苯乙烯磺酸型离子交换树脂的制备方法，属于树脂的制备技术领域。采用聚苯乙烯悬浮在分散剂中的异相反应，分别以SO3/烷基磷酸酯磺化体系或乙酰磺酸酯作磺化剂，在常压条件下，以卤代烷作分散剂，反应2-8小时，采用低碳醇终止反应，然后洗涤、干燥。本发明专利技术方法效率高，且反应温和。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚苯乙烯磺酸的制备方法，主要用不同的磺化剂去磺化聚苯乙烯，得到聚苯乙烯磺酸型离子交换树脂，属于树脂的制备

技术介绍
聚苯乙烯型离子交换树脂是一种水溶性高聚物，以聚苯乙烯为骨架，与小分子功能基以化学键结合，既保留小分子的优良性能，又有高分子的性能，使这种离子交换树脂的性能大幅提高，应用范围扩大，广泛应用于化工企业、制药企业、环保行业。聚苯乙烯磺化技术是聚苯乙烯型离子交换树脂工业化的关键。从理论上，聚苯乙 烯磺酸主要从两个方面合成，一种是以聚苯乙烯为原料，将其分散在适当的有机溶剂中，通过加入强磺化剂，在催化剂和一定条件下进行磺化反应；另一种是先将聚苯乙烯单体磺化后再聚合得聚苯乙烯磺酸。传统的化工工艺是以浓氏504作磺化剂，在催化剂和一定的温度下搅拌反应，反应结束，用去离子水洗，碱中和，洗涤干燥。其反应过程中存在副反应生成砜，生成磺酸酐，生成多磺酸，氧化副反应，生成不饱和环酮和醌，焦化。另外，后处理有废酸产生,尤其是工业化后,废酸量大,对设备有腐蚀,处理成本高。近年来，磺化苯乙烯所用的磺化剂浓H2SO4逐渐被新型的磺化剂所代替，其中有与 路易斯碱相连的三氧化硫的电子供给体，酰基磺酸酯。
技术实现思路
本专利技术为了避免用浓H2SOJt磺化剂产生的废酸和后处理过程中产品含水量过高，而提出用SO3/烷基磷酸酯磺化体系或乙酰磺酸酯作磺化剂来磺化聚苯乙烯，并且后处理用低碳醇代替去离子水，较好的解决了废酸和产品含水量的问题。本专利技术所解决的技术问题是通过如下措施来达到采用聚苯乙烯悬浮在分散剂中的异相反应，分别以SO3/烷基磷酸酯磺化体系或乙酰磺酸酯作磺化剂，在常压条件下，以卤代烷作分散剂，反应2-8小时。—种，其特征在于，包括以下步骤用发烟硫酸常压蒸馏制取三氧化硫，通过冷凝装置，将液态三氧化硫溶解于卤代烷溶剂中，保温在2(T40°C，在上述溶解有三氧化硫的卤代烷溶剂中加入烷基磷酸酯，得到SO3/烷基磷酸酯磺化体系作为磺化剂，备用；聚苯乙烯加入到分散剂卤代烷中，加入上述已制备好的磺化齐U，搅拌，常压反应21小时，采用低碳醇终止反应，然后洗涤、干燥。优选磺化剂中SO3与聚苯乙烯的摩尔比为(1-4) : I ；S03与烷基磷酸酯的摩尔比为(3-4) : 1，SO3/烷基磷酸酯磺化体系的温度在3(T60°C。一种，其特征在于，包括以下步骤在0-10°C下(优选0°C)，&H2S04与乙酸酐以摩尔比I: (1-1. 5)，优选I: (I. 1-1. 5)在卤代烷溶剂中反应制得乙酰磺酸酯磺化剂，备用；将聚苯乙烯加入到分散剂卤代烷中并加热到40-680C，优选60°C，加入上述已制备好的磺化剂，搅拌，反应2 4小时，采用低碳醇终止反应，然后洗涤、干燥。磺化反应的温度为40-60°C，优选60°C。磺化剂与聚苯乙烯的摩尔比为(1-4) : I。本专利技术中的卤代烷为溶剂或分散剂，只要能够实现磺化剂的溶解及聚苯乙烯的分散，均可实现本专利技术的目的，甚至丙酮也能实现本专利技术的目的。SO3/烷基磷酸酯中，由于SO3与磷酸酯络合，从而使磺化反应能够缓慢、温和地进行。本专利技术方法效率高。具体实施例方式结合具体实施例，对本专利技术做进一步说明，但本专利技术并不限于以下实施例以下聚苯乙烯的使用量均为2g，SO3的1，2-二氯乙烷溶液中SO3与1，2-二氯乙烷的质量比为1:3。实施例I将1，2_ 二氯乙烷加热到40°C待用，发烟硫酸常压蒸馏，蒸出303并通过冷凝管冷凝成液体，用I，2-二氯乙烷接受SO3，取13ml SO3的1，2-二氯乙烷溶液加入2. 6g磷酸三乙酯，得到浅黄色的磺化剂备用。将聚苯乙烯加入到分散剂1，2_ 二氯乙烷中，机械搅拌下，将磺化剂滴加到其中，室温机械搅拌反应2小时，结束反应，用去离子水洗涤，过滤，干燥，得到黄棕色颗粒，其磺化程度60%以上。实施例2 将1，2_ 二氯乙烷加热到40°C待用，发烟硫酸常压蒸馏，蒸出303并通过冷凝管冷凝成液体，用I，2-二氯乙烷接受SO3，取18ml SO3的1，2-二氯乙烷溶液加入3. 5g磷酸三乙酯，得到浅黄色的磺化剂备用。将聚苯乙烯加入到分散剂1，2_ 二氯乙烷中，机械搅拌下，将磺化剂滴加到其中，室温机械搅拌反应2小时，结束反应，用去离子水洗涤，过滤，干燥，得到黄棕色颗粒，其磺化程度60%以上。实施例3将1，2_ 二氯乙烷加热到40°C待用，发烟硫酸常压蒸馏，蒸出303并通过冷凝管冷凝成液体，用I，2-二氯乙烷接受SO3，取13ml SO3的1，2-二氯乙烷溶液加入3. 5g磷酸三乙酯，得到浅黄色的磺化剂备用。将聚苯乙烯加入到分散剂1，2_ 二氯乙烷中，机械搅拌下，将磺化剂滴加到其中，室温机械搅拌反应2小时，反应结束，用去离子水洗涤，过滤，干燥，得到黄棕色颗粒，其磺化程度60%以上。实施例4(TC下，取4.4ml乙酸酐加入一定量1，2_ 二氯乙烷，混合均匀，将2. Oml浓H2SO4加入混合液中，摇匀，冷却至0°c，得到乙酰磺酸酯备用。将聚苯乙烯分散到1，2_ 二氯乙烷中，搅拌加热到60°C，将乙酰磺酸酯滴加到其中，恒温反应2小时，反应结束，用无水乙醇终止反应，并洗涤，过滤，低温干燥，得到黄色半透明的颗粒产品，磺化效率达70%以上。实施例5(TC下，取6.6ml乙酸酐加入一定量1，2_ 二氯乙烷，混合均匀，将3. Iml浓H2SO4加入混合液中，摇匀，冷却至0°c，得到乙酰磺酸酯备用。将聚苯乙烯分散到1，2_ 二氯乙烷中，搅拌加热到60°C，将乙酰磺酸酯滴加到其中，恒温反应3小时，反应结束，用无水乙醇终止反应，并洗涤，过滤，低温干燥，得到黄色半透明的颗粒产品，磺化效率达90%以上。实施例6(TC下，取8.8ml乙酸酐加入一定量1，2_ 二氯乙烷，混合均匀，将4. Iml浓H2SO4加入混合液中，摇匀，冷却至0°c，得到乙酰磺酸酯备用。将聚苯乙烯分散到1，2_ 二氯乙烷中，搅拌加热到60°C，将乙酰磺酸酯滴加到其中，恒温反应3小时，反应结束，用无水乙醇终止反应，并洗涤，过滤，低温干燥，得到黄色半透明的颗粒产品，磺化效率达90%以上。 实施例7(TC下，取10. 9ml乙酸酐加入1，2_ 二氯乙烷，混合均匀，将5. Iml浓H2SO4加入混合液中，摇匀，冷却至0°c，得到乙酰磺酸酯备用。将聚苯乙烯分散到1，2_ 二氯乙烷中，搅拌加热到60°C，将乙酰磺酸酯滴加到其中，恒温反应3小时，反应结束，用无水乙醇终止反应，并洗涤，过滤，低温干燥，得到黄色半透明的颗粒产品，磺化效率达90%以上。实施例8(TC下，取2.2ml乙酸酐加入一定量1，2_ 二氯乙烷，混合均匀，将I. Oml浓H2SO4加入混合液中，摇匀，冷却至0°c，得到乙酰磺酸酯备用。将聚苯乙烯分散到1，2_ 二氯乙烷中，搅拌加热到60°C，将乙酰磺酸酯滴加到其中，恒温反应3小时，反应结束，用无水乙醇终止反应，并洗涤，过滤，低温干燥，得到黄色半透明的颗粒产品，磺化效率达70%以上。实施例9将聚苯乙烯加入到分散剂I，2-二氯乙烷中，机械搅拌下，将实施例(I)中的磺化剂滴加到其中，室温机械搅拌反应2小时，用无水乙醇终止反应并洗涤，过滤，干燥，得到黄棕色颗粒，其磺化程度60%以上。实施例10将聚苯乙烯加入到分散剂1，2_ 二氯乙烷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚苯乙烯磺酸型离子交换树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：用发烟硫酸常压蒸馏制取三氧化硫，通过冷凝装置，将液态三氧化硫溶解于卤代烷溶剂中，保温在20~40℃，在上述溶解有三氧化硫的卤代烷溶剂中加入烷基磷酸酯，得到SO3/烷基磷酸酯磺化体系作为磺化剂，备用；聚苯乙烯加入到分散剂卤代烷中，加入上述已制备好的磺化剂，搅拌，常压反应2~8小时，采用低碳醇终止反应，然后洗涤、干燥。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏远，张保彦，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：