[發明專利]一種以酰胺鍵固載的胍基耐高溫強堿樹脂的合成方法

無效

• 申請號: 201310184074.0
• 申請日: 2013-05-17
• 公開（公告）號: CN103232563A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 王春紅;侯志愛;李立偉;施榮富
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: C08F220/14
• 分類號: C08F220/14;C08F212/36;C08F8/32;C08J9/28;C08L33/08;B01J41/14
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術領域

本發明涉及強堿陰離子交換樹脂的合成方法，特別是涉及一種以酰胺鍵固載的胍基耐高溫強堿樹脂的合成方法。

背景技術

離子交換樹脂是一種重要的吸附分離材料，由于其具有較好的機械強度、抗摩擦性能、抗有機物污染性能和再生性能等，理化性能明顯優于普通的無機離子交換劑，所以長期以來人們不斷的探索合成各種性能優良的離子交換樹脂。強堿陰離子交換樹脂多以苯乙烯-二乙烯苯共聚球體為骨架，通過氯甲基化和胺化引入季銨基團或其他胺基團制成，品種規格眾多，用途廣泛，是離子交換樹脂的主要品系之一。強堿陰離子交換樹脂在傳統的鍋爐用水的軟化、脫鹽純水的制備、廢水中重金屬離子的清除、混合物分離純化和相轉移催化等領域都發揮著至關重要的作用，參見：何炳林,黃文強.離子交換與吸附樹脂[M].上海:上海科技教育出版社,1995。但是由于季銨基的結構特點，普通的強堿樹脂只能在不高于60?C的溫度下使用，在高溫下極易發生Hoffmann降解而導致強堿功能基的損失，參見：范云鴿,肖國林.離子交換與吸附[J],2005,(04):?376-384。而在電廠高溫凝結水處理、高壓鍋爐水的深度脫鹽、酯化反應和酯水解反應等領域，樹脂的耐熱程度對使用起著決定性的作用。所以合成一種耐高溫的強堿陰離子交換樹脂，解決強堿樹脂在高溫環境下的熱穩定性是工業生產和科技發展的迫切需要。

Hatchl和Lloyd曾經研制過在苯環和季銨基團之間插入不含β-H的乙基結構的強堿樹脂，參見：Hatch?M.?J.,?Lloyd?W.?D.,?J.?Appl.?Polym.?Sci.?[J],?1964,8:?1659-1666，但是這種結構并沒有顯著提高樹脂的耐溫性能。1995?年日本專利(Pat.JP0724334)公開的聚苯乙烯樹脂結構是苯環與季銨基團間的亞甲基α-C上的H全部被烷基取代。此外還有利用吡啶（Pat.CN200910235073.8）、喹啉（Pat.US4247648）等氮雜環來修飾樹脂以期改善強堿陰離子交換樹脂在高溫下的穩定性。但是由于季銨基團本身結構的限制，難以從根本上提高樹脂的耐熱性能。

專利CN201110109696.8將胍基固載到聚苯乙烯樹脂中，利用胍基本身的穩定性，克服了季銨基團在受熱時容易發生Hoffmann降解的缺點，一定程度上改善了樹脂的耐熱性能，但是由于強堿功能基與樹脂骨架的連接方式仍然是芐位的C、N連接，很難改變強堿基團在高溫下容易受到親核進攻而整體脫落的情況。聚苯乙烯樹脂具有非極性的疏水表面結構，而在諸如天然植物提取物的脫色、混合物的分離純化等方面，需要使用一些具有弱極性骨架的樹脂，顯然聚苯乙烯樹脂難以滿足使用要求，具有弱極性的聚丙烯酸酯樹脂顯示出了它的優越性。

我們以丙烯酸甲酯為聚合單體，合成了弱極性聚丙烯酸酯樹脂，利用樹脂骨架上酯基與胺基的胺酯交換反應，合成了聚丙烯酸脂骨架的、酰胺鍵鏈接的伯胺基樹脂，通過伯胺基原位的化學反應轉化成胍基，從而得到了具有酰胺鏈接結構的耐高溫胍基強堿陰離子交換樹脂。眾所周知，酰胺鍵不僅在酸堿中具有良好的化學穩定性，而且在高溫條件下也難以斷裂，利用酰胺鍵來鏈接強堿基團首先避免了在高溫下強堿基團從樹脂骨架上整體脫落。其次，胍基不僅具有強堿性而且結構穩定，耐熱性能良好，參見：1）?Albert0?Gobbi,?Gemot?Frenking.?J.Am.Chem.?SOC[J],?1993,115:2362-2372；2）高海翔，魯潤華，汪漢卿，有機化學[J],?2001,?21:485-492。因此，本發明所合成的強堿陰離子交換樹脂突破了傳統的季銨基團作為強堿功能基的限制，同時引入了穩定性更好的酰胺鏈接鍵，制備的弱極性骨架酰胺鍵鏈接的新型胍基強堿陰離子交換樹脂具有更好的使用性能和更穩定的熱降解性能。?????????????????????????????????????????????????????

發明內容

本發明的主要目的是針對上述存在問題，提供一種以酰胺鍵固載的胍基耐高溫強堿樹脂的合成方法，該方法合成以聚丙烯酸酯為骨架的具有酰胺鏈接結構的弱極性胍基強堿樹脂，提高了樹脂的熱穩定性。

本發明的技術方案：

一種以酰胺鍵固載的胍基耐高溫強堿樹脂的合成方法，步驟如下：

1）在18-25℃溫度下，將氯化鈉和聚乙烯醇溶解在水中得到水相，水相中氯化鈉的質量百分比濃度為4-6%，聚乙烯醇的質量百分比濃度為0.5-1.0%；