專利名稱：一種具有季胺基團(tuán)的特大孔結(jié)構(gòu)強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機(jī)合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有季胺基團(tuán)的特大孔結(jié)構(gòu)強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂及其制備工藝。
背景技術(shù)：
丙烯酸系離子交換樹(shù)脂具有交換容量高，抗有機(jī)物污染性能好等優(yōu)點(diǎn)，用途廣泛，產(chǎn)量?jī)H次于苯乙烯系樹(shù)脂。但使用傳統(tǒng)工藝，因?yàn)闆](méi)有加入第三單體和新致孔劑，以及它的胺化工藝通常在常溫常壓下進(jìn)行，因此其制得的該類樹(shù)脂內(nèi)部孔道較小，對(duì)于分子量較大的物質(zhì)很難進(jìn)入樹(shù)脂內(nèi)部，因此對(duì)其選擇性較差，且物理化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差。目前為止，丙烯酸系強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂的制備方法主要是用丙烯酸或甲基丙烯酸酯類與二乙烯苯兩種單體共聚交聯(lián)后與多乙烯多胺反應(yīng)得到含胺基的陰離子交換樹(shù)脂。 但是此法制得的陰離子交換樹(shù)脂內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)不均勻，選擇性較差，容易降解，且官能基團(tuán)易流失等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有季胺基團(tuán)的特大孔結(jié)構(gòu)強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂及其制備工藝，由此得到的交換樹(shù)脂對(duì)于分子量較大的物質(zhì)選擇性較好，且其物理化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種具有季胺基團(tuán)的特大孔結(jié)構(gòu)強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂，其特征在于原料的重量份組成為
水相
純水1000 1500份
分散劑5 8份
助分散劑50 70份
油相
丙烯酸甲酯50 75份
二乙烯苯15 25份
第三單體10 25份
新致孔劑70 100份
引發(fā)劑0.5 I份；
其中，
所述分散劑為工業(yè)明膠或工業(yè)纖維素；
所述助分散劑為硫酸鎂和碳酸鈉或碳酸鎂；
所述第三單體為甲基丙烯酸甲酯或二甲基丙烯酸乙二醇酯；
所述新致孔劑為航空煤油或正庚烷或正丁醇；所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈或過(guò)氧化苯甲酰。優(yōu)選的，原料的重量份組成為
水相
純水1200 1300份
分散劑6 7份
助分散劑55 65份
油相
丙烯酸甲酯55 65份
二乙烯苯20 25份
第三單體15 20份
新致孔劑80 90份
引發(fā)劑0.8 I份。優(yōu)選的，水相的原料組成中，還包括I 5份次甲基藍(lán)。一種具有季胺基團(tuán)的特大孔結(jié)構(gòu)強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂的制備工藝，其特征在于包括如下步驟
a)懸浮聚合
將包含純水、分散劑和助分散劑的水相和包含丙烯酸甲酯、二乙烯苯、第三單體、新致孔劑和引發(fā)劑的油相分別加入聚合反應(yīng)釜，進(jìn)行懸浮聚合，制得具有均勻的特大孔結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂的母體聚合物；
b)酰胺化
將母體聚合物及胺化劑加入高壓反應(yīng)釜中，然后緩慢升溫至140°C 160°C、壓力在O. 5 MPa I. O MPa，保溫16小時(shí) 30小時(shí)；
c)季胺化
將b)中產(chǎn)物加入高壓反應(yīng)釜中，加入溶脹劑溶脹I 3小時(shí)，然后緩慢升溫至90°C 110°C，通入甲基化劑，保溫8小時(shí) 15小時(shí)，并保持壓力在O. 10 MPa O. 20 MPa ;即可制得具有季胺基團(tuán)的特大孔結(jié)構(gòu)的強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂。優(yōu)選的，所述步驟b)所述胺化劑為丙二胺或三乙烯二胺。優(yōu)選的，所述步驟c)所述溶脹劑為二氯乙烷或氯仿；所述甲基化劑為氯甲烷、碘甲烷或碳酸二甲酯。 優(yōu)選的，所述步驟b)中，高壓反應(yīng)釜緩慢升溫至150°C、壓力在O. 8MPa、保溫24小時(shí)。優(yōu)選的，所述步驟c)中，高壓反應(yīng)釜中溶脹時(shí)間為2小時(shí)，然后緩慢升溫至100°C，通入甲基化劑，保溫12小時(shí)，并保持壓力在O. 15MPa。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是1.針對(duì)肝素鈉、硫酸軟骨素等提取物的物化性能，引入了第三單體，由本發(fā)明所制得的樹(shù)脂提高了對(duì)生化物質(zhì)的選擇性；添加了次甲基藍(lán)，可以縮短單體(油相)聚合誘導(dǎo)期，減低油相的表面張力；2.采用了新型致孔劑，由本發(fā)明所制得的樹(shù)脂具有均勻的特大孔孔道，較傳統(tǒng)的該類樹(shù)脂，具有交換容量量大、機(jī)械強(qiáng)度好的優(yōu)點(diǎn)；3.采用了高壓胺化工藝，所得產(chǎn)品反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高，物理化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易降解。表I為本發(fā)明所得產(chǎn)品與國(guó)外某品牌廠家生產(chǎn)的該類樹(shù)脂分別進(jìn)行檢測(cè)的性能參數(shù)對(duì)比
表I:本發(fā)明所得產(chǎn)品與國(guó)外同類產(chǎn)品的對(duì)比
權(quán)利要求
1.一種具有季胺基團(tuán)的特大孔結(jié)構(gòu)強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂，其特征在于原料的重量份組成為 水相 純水1000 1500份 分散劑5 8份 助分散劑50 70份 油相 丙烯酸甲酯50 75份 二乙烯苯15 25份 第三單體10 25份 新致孔劑70 100份 引發(fā)劑O. 5 I份； 其中， 所述分散劑為工業(yè)明膠或工業(yè)纖維素； 所述助分散劑為硫酸鎂和碳酸鈉或碳酸鎂； 所述第三單體為甲基丙烯酸甲酯或二甲基丙烯酸乙二醇酯； 所述新致孔劑為航空煤油或正庚烷或正丁醇； 所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈或過(guò)氧化苯甲酰。
2.按照權(quán)利要求I所述的具有季胺基團(tuán)的特大孔結(jié)構(gòu)強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂，其特征在于原料的重量份組成為 水相 純水1200 1300份 分散劑6 7份 助分散劑55 65份 油相 丙烯酸甲酯55 65份 二乙烯苯20 25份 第三單體15 20份 新致孔劑80 90份 引發(fā)劑0.8 I份。
3.按照權(quán)利要求I或2所述的具有季胺基團(tuán)的特大孔結(jié)構(gòu)強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂，其特征在于水相的原料組成中還包括I 5份次甲基藍(lán)。
4.按照權(quán)利要求I至3任一所述的具有季胺基團(tuán)的特大孔結(jié)構(gòu)強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂的制備工藝，其特征在于包括如下步驟a)懸浮聚合 將包含純水、分散劑和助分散劑的水相和包含丙烯酸甲酯、二乙烯苯、第三單體、新致孔劑和引發(fā)劑的油相分別加入聚合反應(yīng)釜，進(jìn)行懸浮聚合，制得具有均勻的特大孔結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂的母體聚合物；b)酰胺化將母體聚合物及胺化劑加入高壓反應(yīng)釜中，然后緩慢升溫至140°C 160°C、壓力在O. 5 MPa I. O MPa，保溫16小時(shí) 30小時(shí)； c)季胺化將b)中產(chǎn)物加入高壓反應(yīng)釜中，加入溶脹劑溶脹I 3小時(shí)，然后緩慢升溫至.90°C 110°C，通入甲基化劑，保溫8小時(shí) 15小時(shí)，并保持壓力在O. 10 MPa O. 20 MPa;即可制得具有季胺基團(tuán)的特大孔結(jié)構(gòu)的強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂。
5.按照權(quán)利要求4所述的具有季胺基團(tuán)的特大孔結(jié)構(gòu)強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂的制備工藝，其特征在于所述步驟b)所述胺化劑為丙二胺或三乙烯二胺。
6.按照權(quán)利要求5所述的具有季胺基團(tuán)的特大孔結(jié)構(gòu)強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂的制備工藝，其特征在于所述步驟c)所述溶脹劑為二氯乙烷或氯仿；所述甲基化劑為氯甲烷、碘甲烷或碳酸二甲酯。
7.按照權(quán)利要求6所述的具有季胺基團(tuán)的特大孔結(jié)構(gòu)強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂的制備工藝，其特征在于所述步驟b)中，高壓反應(yīng)釜緩慢升溫至150°C、壓力在O.SMPa、保溫24小時(shí)。
8.按照權(quán)利要求7所述的具有季胺基團(tuán)的特大孔結(jié)構(gòu)強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂的制備工藝，其特征在于所述步驟c)中，高壓反應(yīng)釜中溶脹時(shí)間為2小時(shí)，然后緩慢升溫至100°C，通入甲基化劑，保溫12小時(shí)，并保持壓力在O. 15MPa。
全文摘要
一種具有季胺基團(tuán)的特大孔結(jié)構(gòu)強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂，原料的重量份組成為水相純水1000～1500份、分散劑5～8份、助分散劑50～70份；油相丙烯酸甲酯50～75份、二乙烯苯15～25份、第三單體10～25份、新致孔劑70～100份、引發(fā)劑0.5～1份；一種具有季胺基團(tuán)的特大孔結(jié)構(gòu)強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂的制備工藝，包括如下步驟a)懸浮聚合；b)酰胺化；c)季胺化。其優(yōu)點(diǎn)是制得的樹(shù)脂提高了對(duì)生化物質(zhì)的選擇性；縮短反應(yīng)時(shí)間，提高效率；制得的樹(shù)脂具有均勻的特大孔孔道，較傳統(tǒng)的該類樹(shù)脂，具有交換容量量大、機(jī)械強(qiáng)度好的優(yōu)點(diǎn)；所得產(chǎn)品反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高，物理化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易降解。
文檔編號(hào)B01J41/14GK102671718SQ20121018853
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月11日
發(fā)明者周小會(huì), 王家偉, 蔡振國(guó), 鄧福星, 郭漢法 申請(qǐng)人:淄博東大弘方化工有限公司