聚氯乙烯树脂化学改性及其在离子交换领域的应用

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近年来,离子交换技术发展迅速,被广泛地应用于吸附分离领域,特别是在废水的深度净化和产品的分离提纯方面。随着现代有机合成工业技术的迅速发展,许多种性能优良的离子交换树脂被陆续研制出来,并且在原有的应用基础上,又开发了多种新的应用方法,这些离子交换树脂在许多行业尤其是高新科技产业和科研领域中应用广泛。离子交换树脂的骨架多种多样,包括苯乙烯-二乙烯基苯、聚丙烯酸、酚醛树脂等,本文则选用鲜有报道的聚氯乙烯作为原料,通过化学改性制备一系列吸附树脂,研究主要有两个方面内容。  (1)通过聚氯乙烯树脂与三乙烯四胺的胺化与交联反应制得一种交换容量达10.52 mmol/g的 PVC基离子交换树脂新材料(PVC-TETA),并利用 FT-IR、EA、TG及化学手段对产物结构与反应机理进行了分析与表征,结果表明三乙烯四胺被成功引入PVC聚合物主链,且反应过程伴随着 PVC脱HCl形成碳碳双键的副反应,反应温度越高消除反应越明显,对PVC结构破坏也就越严重。以上述工作为基础,初步研究了PVC-TETA树脂对水中六价铬的吸附与再生性能。结果表明,该功能树脂转化为氯型后对六价铬的吸附量最高可达563 mg/g,该吸附量明显优于常见的阴离子交换树脂,其吸附等温线符合 Langmuir模型。树脂经5次吸附再生循环后其吸附容量保持稳定,具有较好的实际应用性能。  (2)以二乙烯三胺、硫化钠为交联试剂,对PVC树脂进行化学交联,交联后的PVC树脂再以2-巯基苯并咪唑钠改性,从而制备出交联的PVC吸附树脂。通过化学滴定、IR、EA等手段对中间产物以及最终产物的物理、化学结构进行表征。结果表明,二乙烯三胺和硫化钠均能实现对PVC的交联作用(交联产物不溶于各种有机溶剂,DMF、THF、环己酮等),此外DETA交联后的PVC更容易与MBM发生反应。以此为基础,对DETA交联的PVC吸附树脂吸附Hg2+的性能进行考察,结果发现,该离子交换树脂对Hg2+的最大吸附量为86.66mg/g,50.00mg/L的Hg2+溶液,经树脂处理后,其除净率可以达到94.1%。
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