[發明專利]一種表面羥基化聚苯乙烯樹脂的制備方法

有效

• 申請號: 202011162241.8
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112538183B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 苗慶顯;張琛;孟令超;陳禮輝
• 申請（專利權）人: 福建農林大學
• 主分類號: C08J7/02
• 分類號: C08J7/02;C08J7/12;C08L25/06
• 代理公司: 福州市鼓樓區京華專利事務所(普通合伙) 35212
• 代理人: 林燕

本發明提供一種表面羥基化聚苯乙烯樹脂的制備方法，所用未改性樹脂為大粒徑聚苯乙烯樹脂，改性用的單體為4?氯苯酚。首先利用二氯甲烷溶脹聚苯乙烯樹脂微球，之后依次用四氫呋喃、超純水、無水乙醇和甲醇洗濾數次，最后真空干燥；然后將預處理過的樹脂與4?氯苯酚進行傅克反應，獲得羥基化的聚苯乙烯樹脂微球。本發明解決了傳統聚苯乙烯樹脂微球表面接枝羥基時反應過程復雜和不穩定、表面羥基聚合度低和分布不均勻的問題。

【技術領域】

本發明涉及一種表面羥基化聚苯乙烯樹脂及其制備方法。

【背景技術】

聚苯乙烯樹脂微球是指以苯乙烯為單體、二乙烯基苯為交聯劑制備的剛性粒珠，其直徑由幾十納米至幾百微米不等。不同的尺寸決定了微球不同的物理特性。納米級別的聚苯乙烯樹脂微球因為其表面能比較小，通常用來做催化劑的載體。微米級別的聚苯乙烯樹脂微球具有比較大的表面能，將其作為催化劑載體已經不能有效降低反應活化能，而利用其作為吸附劑效果更好。具有多孔結構的樹脂微球同單純的實心樹脂微球相比，具有更高的比表面積和更高的吸附性能。

未改性的聚苯乙烯樹脂微球不能滿足特定的吸附應用需求，對聚苯乙烯樹脂進行改性使之符合特定條件下的使用是目前聚苯乙烯樹脂微球的研發重點和主要方向。目前表面羥基化聚苯乙烯樹脂微球的制備主要有兩種方法，一種是先對聚苯乙烯樹脂進行氯甲基化，然后進行羥基化改性(中國發明專利CN104492402B)，其不足是制備過程繁瑣，成本較高。另一種是利用無皂乳液聚合，添加丙烯酸羥乙酯等藥品與苯乙烯共聚得到羥基化聚苯乙烯復合微球，其主要不足有兩方面，首先是添加輔助單體共聚會導致聚合過程中空間位阻效應加劇，導致表面聚合物分布不均勻，聚合度較低；其次，在共聚過程中易受不穩定因素的影響，從而導致微球上羥基基團分布不均勻。

利用傅克反應可以在聚苯乙烯樹脂微球表面直接接枝功能性基團，相較于傳統的改性方法，接枝的功能性基團數量更多，分布均勻，實驗步驟簡單，反應過程穩定易得。

傳統的聚苯乙烯樹脂微球表面改性，采用的聚苯乙烯樹脂其粒徑通常都比較小，改性也比較容易。尺寸較大的樹脂微球在應用時更方便，但是對于尺寸為幾百微米甚至更大的聚苯乙烯樹脂微球，由于其表面積比較大，化學改性比較困難?，F有的聚苯乙烯樹脂微球表面改性通常都是采用單體直接聚合，在聚合過程中會存在空間位阻效應，影響單體的進一步聚合，導致樹脂微球表面聚合物分布不均勻，聚合度低。

【發明內容】

本發明要解決的技術問題，在于提供了一種表面帶有羥基的聚苯乙烯樹脂的制備方法，其解決了現有大粒徑聚苯乙烯樹脂微球在聚合過程中由于空間位阻效應引起的表面羥基含量低和分布不均勻，添加輔助單體聚合過程復雜，不易控制，樹脂微球強度低，成本高的問題。

本發明是這樣實現的：

一種表面羥基化聚苯乙烯樹脂的制備方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1、未改性聚苯乙烯樹脂預處理：首先將聚苯乙烯樹脂微球在二氯甲烷中溶脹10-20小時，然后依次用四氫呋喃、超純水、無水乙醇、無水甲醇各洗濾三次，最后在20-40℃下真空干燥至恒重；

步驟2、聚苯乙烯樹脂微球的羥基化改性：取步驟1獲得的聚苯乙烯樹脂于容器中，加入二硫化碳試劑進行溶脹，然后將容器放在冰水浴中，依次加入溴化鋁和4-氯苯酚；繼續在冰水浴中放置20-30分鐘后，再置于20-40℃的水浴搖床中進行反應；反應結束，分別用四氫呋喃、稀鹽酸、水、甲醇各洗濾數次，最后在20-40℃下真空干燥至恒重。

進一步地，所述步驟1中采用的聚苯乙烯樹脂微球為粒徑在300-500μm的聚苯乙烯樹脂微球。

進一步地，所述步驟2中各反應物的重量份含量如下：聚苯乙烯樹脂微球為1份，二硫化碳為60-220份，4-氯苯酚為2-7份，溴化鋁為1-9份。

進一步地，所述步驟2中在水浴搖床中的反應時間為2-15小時。

本發明方法具有以下優點：