[发明专利]超高交联苯乙烯型大孔吸附剂的合成配方及其工艺路线

说明书

发明所属技术领域： 

本发明属于高分子化学领域中人工合成高分子吸附剂合成工艺及依其制作的大孔吸附剂。 

现有技术背景： 

现有技术合成大孔吸附剂的工艺包括聚合反应、氯甲基化反应和傅氏交联反应。依现有技术的合成工艺制作的大孔吸附剂，其比表面积不超过1000m²/g。而比表面积是吸附剂吸附性能的重要指标之一。提高吸附剂的比表面积是吸附剂生产工艺改进所追求的目标。 

发明的内容： 

本发明的目的是对现有制作大孔吸附剂工艺进行革新，发明超高交联大孔吸附剂的合成工艺及依其制作新型大孔吸附剂。 

本发明的技术方案是：一种超高交联大孔吸附剂的配方及合成工艺，选用苯乙烯作为单体，含量≥80％的二乙烯苯作为交联剂，交联度≥50％；工艺路线包括聚合反应，傅氏交联反应、简称“后交联反应”；本发明的特征在于：还包括二次后交联反应。 

聚合反应可以液体石蜡、甲苯、200号汽油、正庚烷、碳醇C₈-OH、 分子量≤6000的聚苯乙烯中的一种或几种混合作为致孔剂，过氧化苯甲酰为引发剂，溶解、混匀作为油相；无离子水为水相；明胶为分散剂；经悬浮聚合反应合成出乳白色不透明的大孔共聚物、简称“白球”；后交联反应是将干燥白球在室温下用二氯乙烷溶胀，加入无水三氯化铁作催化剂进行后交联反应，生成高交联大孔吸附剂。在一次后交联反应之后，再进行二次后交联反应，将高交联大孔吸附剂投入二氯乙烷溶剂中充分溶胀，加入催化剂进行二次后交联反应，制作超高交联大孔吸附剂。 

实施方案可以是： 

聚合反应： 

液体石蜡加入量为单体总量30％-50％，甲苯加入量为单体总量的150％-170％，苯乙烯为单体，二乙烯苯为交联剂、其含量≥80％、加入量为单体的42.5％-87.5％，过氧化苯甲酰加入量为单体的1.0％-2.0％；反应式如下： 

化学结构反应式： 

化学式为： 

聚合反应生成的白球的膨胀度＞5ml/g，粒度为0.40-1.20mm，比表面积为550-750m²/g。 

后交联反应： 

将处理好的白球(干燥)投入到二氯乙烷中室温下搅拌充分溶胀，静置12小时，将用二氯乙烷溶好的无水三氯化铁投到反应器内，在搅拌下缓慢将三氯化铁溶液投入，以5℃/10分钟速度升温至80℃±2℃，自温度到达预定的反应温度后，开始计时，反应10-12小时，反应毕，急速冷却至室温。出料、过滤、热水冲洗，尔后用碱洗至中性、甩干，依次用乙酸乙酯、丙酮提，然后用乙醇提至流出乙醇溶液即OD_254nm≤0.1后，甩干，制得高交联大孔吸附剂，其反应式如下： 

原理：利用白球中尚有较多未参与反应的悬挂双键进行后交联反应。 

配比： 

白球∶二氯乙烷∶三氯化铁＝8-12g∶50-70ml∶1.0-2.0g。 

物理指标： 

1.粒径：0.40-1.20mm 

2.外观：棕褐色不透明珠球 

3.比表面积：900-1020m²/g 

4.孔容：0.62-0.72ml/g 

二次后交联反应： 

原理：利用高交联大孔吸附剂还残留一定数量的悬挂双键进行后交联反应制备出超高交联大孔吸附剂。 

                        超高交联大孔吸附剂 

将高交联大孔吸附剂投入二氯乙烷溶剂中升温至40℃-60℃搅拌，使其充分溶胀12小时，尔后按上述后交联反应进行二次后交联反应。其配比同上，可制得超高交联的大孔吸附剂。 

本发明突出的实质性特点在于： 

国内外已发表的论文，基本上都是只做到一次后交联就完成合成工艺。而依据对高交联大孔吸附剂的IR分析，发现还有约30％-38％悬挂双键未参与反应。若能利用这些悬挂双键再次后交联，由可能提高比表面积。本发明实验的结果表明是可行的。 

本发明的显著进步在于： 

二次后交联的结果，吸附剂结构更紧密、机械强度好，其比表面积可提高达到或超过1300-1500m²/g，相当活性炭的水平，微孔非 常发达。与活性炭相比，本发明超高交联大孔吸附剂具有显著的优势： 

(1)可再生、可重复使用。