[發明專利]一種顆粒均勻的大粒徑聚苯乙烯顆粒綠色合成方法

有效

• 申請號: 201611116656.5
• 申請日: 2016-12-07
• 公開（公告）號: CN106749825B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 雙陳冬;周偉偉;王云舒;李愛民;李啟蒙;劉莉莉;王未;張毅
• 申請（專利權）人: 南京大學;南京大學鹽城環保技術與工程研究院
• 主分類號: C08F212/08
• 分類號: C08F212/08;C08F212/36;C08F2/18
• 代理公司: 北京市領專知識產權代理有限公司 11590
• 代理人: 林輝輪

本發明涉及一種顆粒均勻的大粒徑聚苯乙烯顆粒綠色合成方法，其主要步驟包括在攪拌的條件下，苯乙烯預先在70?75℃預聚合1?6h，再向苯乙烯中加入溶解有引發劑的二乙烯苯，再攪拌10～30min，得到油相；再將乳酸或乳酸水溶液加熱至70～80℃，油相通過恒壓裝置加入分散相中，并且在76±5℃下保溫2h，然后繼續升溫至80±5℃保溫1h，再升溫至85±5℃保溫3h，即可得粒徑在0.7～2.0mm范圍內的均一粒徑的聚苯乙烯顆粒。本方法大大提高顆粒粒徑的一致度，比傳統的聚合方法產率更高，并且使用乳酸替代傳統以明膠、聚乙烯醇和無機鹽組成的分散相，不僅可以重復使用，而且在環境中可以完全降解，是一種綠色的聚苯乙烯顆粒合成方法。

技術領域

本發明涉及一種顆粒均勻的大粒徑聚苯乙烯顆粒綠色合成方法，更具體的說是一種制備出均勻的大粒徑的聚苯乙烯顆粒，并且其分散相可完全降解的綠色合成方法。

背景技術

聚苯乙烯系樹脂自問世以來，就由于它穩定的物理化學性質、再生操作簡便、使用周期長等優點而一直得到人們的關注，通過聚苯乙烯系顆粒聚合物的改性制備的陰、陽離子交換樹脂，是目前世界上產量最大的樹脂，被廣泛應用于水的軟化、藥物及食品提純、原料回收、污染物資源化以及催化等領域，對電力、化工、制藥及軍工行業的發展產生了巨大的影響。

目前聚苯乙烯主要通過懸浮聚合的方法制備而得，一般將以苯乙烯，二乙烯苯為主要單體的油相加入到溶有分散劑和鹽的水溶液(分散相)中，在引發劑的作用下進行懸浮聚合。分散劑的組成及攪拌的控制對聚合物粒徑大小、粒徑分布具有重要的影響，目前工業上采用的分散劑主要有明膠、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羥甲基纖維素、羥乙基纖維素、十二烷基苯磺酸鈉、木質素磺酸鈉等人工合成分散劑。這些分散劑壽命較短，不能反復使用，導致大量高分散劑、高鹽廢水的產生，而且該類分散劑難以生物降解，對環境造成極大危害。一般說來，通過分散相中分散劑的組成、濃度的調節，輔以攪拌速度的控制，可將聚合物的粒徑已正態分布在0.3～0.9mm的范圍內。然而，在一些大流量水體的處理中，較大粒徑的樹脂顆粒有利于流量的提高，而這些傳統的分散劑并不能滿足較大顆粒粒徑均勻(>1mm)的樹脂的制備。目前尚未見同時滿足大粒徑、均一的顆粒合成方法的報道，如授權專利《窄粒徑分布的交聯聚苯乙烯樹脂微球的制備》(ZL201210486496.9)所述的方法，可以制備出較為均勻的聚苯乙烯顆粒，但其粒徑只在53-350μm范圍內可調。同時，在聚合的過程中，傳統合成方法中的分散相一般包含明膠和較高濃度的氯化鈉等無機鹽，合成結束后的分散相無法回用，生產工藝并不綠色、環保，已經嚴重制約了該行業的發展。

發明內容

1.要解決的技術問題

本發明主要是針對目前聚苯乙烯顆粒樹脂粒徑難以提高、均勻度不佳，以及生產工藝產生大量廢水、分散劑難以重復利用、危害環境的問題。通過分散相的改變和制備工藝的開發提供一種高效、綠色顆粒均勻的大粒徑聚苯乙烯顆粒合成方法。

2.技術方案

本發明所采用的技術方案為：一種顆粒均勻的大粒徑聚苯乙烯顆粒綠色合成方法，其步驟如下：

(1)將苯乙烯加熱至70～75℃下預聚合1～6h；

(2)向步驟(1)后的苯乙烯中加入溶解有過氧化苯甲酰或偶氮二異丁腈的二乙烯苯，并加入或不加入甲苯、異丁醇、200#溶劑油、環己醇、液蠟、正庚烷中的一種或幾種作為致孔劑，攪拌10～30min，所得體系為油相；

(3)加熱乳酸或乳酸水溶液至其溫度為70～80℃，所得體系為分散相；

(4)將步驟(2)后的油相通過恒壓擠出裝置加入至分散相中，加入過程中伴隨攪拌，攪拌速度為10～22r/min，并且在76±5℃下保溫2h，然后繼續升溫至80±5℃保溫1h，再升溫至85±5℃保溫3～6h，停止攪拌，倒出分散相，即可得均一粒徑的聚苯乙烯顆粒。