【摘 要】
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超交联聚苯乙烯树脂具有比表面积高、吸附容量大、溶胀性能好、机械强度高、可再生能力强等特点,普遍应用于吸附分离领域。超交联聚苯乙烯树脂的工业生产过程中需用到剧毒致癌的化学品氯甲醚,这大大限制了这类树脂的生产。若能选用低成本、低毒性的交联剂代替氯甲醚制备超交联聚苯乙烯树脂,将对其生产带来极大便利。为此,本论文选用便宜易得的二氯甲烷（DCM）、1,2-二氯乙烷（DCE）等二氯代烷为交联剂,合成超交联聚苯
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超交联聚苯乙烯树脂具有比表面积高、吸附容量大、溶胀性能好、机械强度高、可再生能力强等特点,普遍应用于吸附分离领域。超交联聚苯乙烯树脂的工业生产过程中需用到剧毒致癌的化学品氯甲醚,这大大限制了这类树脂的生产。若能选用低成本、低毒性的交联剂代替氯甲醚制备超交联聚苯乙烯树脂,将对其生产带来极大便利。为此,本论文选用便宜易得的二氯甲烷（DCM）、1,2-二氯乙烷（DCE）等二氯代烷为交联剂,合成超交联聚苯乙烯树脂。论文研究内容如下:1.以DCM为溶剂和交联剂,以无水氯化铝为催化剂,通过Friedel-Crafts反应将低交联聚苯乙烯树脂（PS）后交联合成了以亚甲基（-CH2-）为交联桥的超交联树脂PS-M。再以DCE为溶剂和交联剂,以无水氯化铁为催化剂,通过Friedel-Crafts反应将PS-M进一步交联合成了以亚甲基和1,2-亚乙基（-CH2CH2-）为交联桥的超交联树脂PS-M-E。孔结构测试结果表明,PS、PS-M和PS-M-E的比表面积分别为91 m2/g、641 m2/g和913 m2/g,孔容分别为0.48 cm3/g、0.80cm3/g和0.98 cm3/g,合成得到的PS-M和PS-M-E具有超交联树脂比表面积高的特点。2.探究了两种超交联树脂PS-M和PS-M-E对水溶液中苯酚、水杨酸、己内酰胺、乙酰苯胺、肌酐和维生素B12的静态吸附性能,测定了两种树脂对血浆中甲状旁腺素（PTH）和白介素6（IL-6）的吸附百分率。结果表明:PS-M-E因具有更大的比表面积和孔容而具有优于PS-M的吸附性能;依据两种树脂对水溶液中六种吸附质的吸附等温线,计算出了吸附热力学参数,发现两种树脂对水溶液中的苯酚、水杨酸、己内酰胺、乙酰苯胺、肌酐等相对分子质量较小的有机物的吸附过程属于放热、自发、熵减过程,而对相对分子质量较大的吸附质维生素B12的吸附过程属于吸热、自发、熵增过程;PS-M-E对血浆中PTH和IL-6的吸附百分率分别为84.00%和39.06%,可望应用于血液灌流。3.为合成高比重的超交联树脂以满足实际应用需要,将PS-M-E与水相中原位产生的氯气反应,再经Na OH-乙醇水溶液消去与主链饱和碳原子键联的氯原子,得到苯环氯代的超交联树脂PS-M-E-Cl,测定了PS-M-E-Cl的氯含量、比重、孔结构及对水溶液中苯酚、水杨酸、没食子酸及蔗糖溶液中水杨酸的静态吸附性能,与氯化前的PS-M-E进行了对比。结果表明:氯含量由PS-M-E的1.53%提升至PS-M-E-Cl的14.00%,说明PS-M-E已被成功氯代;树脂比重由PS-M-E的1.08 g/m L提升至PS-M-E-Cl的1.31 g/m L,已达到合成高比重树脂的目的;PS-M-E氯代成PS-M-E-Cl后,比表面积由913 m2/g减小到500 m2/g,孔容由0.98 cm3/g减小至0.63 cm3/g,平均孔径略有变大;PS-M-E-Cl对水溶液中三种吸附质的吸附量均低于PS-M-E,但仍有较大的吸附量;PS-M-E-Cl对蔗糖溶液中水杨酸的效果良好,可望应用于糖汁脱色。
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