第八章 超强吸水高分子材料.ppt

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1、第八章吸附性高分子材料主要内容定义分类制备性能应用定义吸附性材料主要指那些对某些特定离子或分子有选择性亲和作用使两者之间发生暂时或永久性结合，进而发生各种功效的材料。分类根据性质和用途，可以分为：非离子型吸附树脂（有疏水结构，吸附有机小分子）高吸水树脂（骨架上含亲水基团，如：-OH,-COOH等）高分子螯合剂（分子骨架含N,S,P,S,可与金属形成配位键，吸附金属离子）离子交换树脂（带阴，阳离子基团，吸附有机，无机离子）依据树脂骨架结构不同，吸附性高分子材料可分为：微孔型（凝胶型）一定交联度干燥状态下树脂内的微孔很小，需在溶胀状态下使用（此时孔径2

2、-4nm）大孔型树脂内部有永久微孔；不需溶胀的状态也可使用弱酸型阳离子大孔树脂凝胶树脂制备一般采用常规的悬浮聚合方法大孔型树脂母体的制备大孔型树脂母体主要是通过在共聚单体中添加致孔剂的方法制备的。一般合成过程如下致孔剂通常是一类不参与聚合，能与单体混溶，使交联共聚物溶胀或沉淀的有机溶剂。聚合过程中，致孔剂分布在单体及已聚合的共聚物中。随着聚合转化率提高，油珠逐渐固化。聚合反应完成后，用水蒸气蒸馏或溶剂提取方法除去致孔剂，结果留下孔穴，形成具大孔结构的球状树脂母体。作为致孔剂，可以是良溶剂，也可以是不良溶剂。前者既能与单体混溶，又能使交联共聚物溶胀；

3、后者能与单体混溶，但不能使交联共聚物溶胀。良溶剂与不良溶剂也可混合使用。能用作致孔剂的不良溶剂有庚烷、异辛烷、汽油、异戊醇，2-乙基己酸等。能用作致孔剂的良溶剂有甲苯、二甲苯、二乙苯等。非离子型吸附树脂应用举例（1）有机物的分离由于吸附树脂具有巨大的比表面，不同的吸附树脂有不同的极性，所以可用来分离有机物。例如，含酚废水中酚的提取，有机溶液的脱色等等。（2）在制酒工业中的应用酒中的高级脂肪酸脂易溶于乙醇而不溶于水，因此当制备低度白酒时，需向高度酒中加水稀释。随着高级脂肪酸脂类溶解度的降低，容易析出而呈浑浊现象，影响酒的外观。吸附树脂可选择性地吸附酒

4、中分子较大或极性较强的物质，较小或极性较弱的分子不被吸附而存留。如油酸乙酯和亚油酸乙酯等分子较大的物质被吸附，而已酸乙酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯等相对分子质量较小的香味物质不被吸附而存留，达到分离、纯化的目的。离子交换树脂阳离子交换树脂具有酸性基团，这种树脂的化学性质很稳定，具有耐强酸、强碱、氧化剂和还原剂的性质，因此应用非常广泛。根据活性基团离解出H+能力的大小不同，阳离子交换树脂分为强酸性和弱酸性两种。强酸性阳离子交换树脂，常用R-SO3H表示(R表示树脂的骨架)弱酸性阳离子交换树脂，常用R-COOH表示。阳离子交换树脂（高分子酸催化剂）分类强酸性

5、阳离子交换树脂应用较广泛，（酸、中、碱介质均可用）弱酸性阳离子交换树脂的H+不易电离，所以在酸性溶液中不能应用，但它的选择性较高而且易于洗脱，可用酸洗脱。阳离子交换树脂制备方法苯乙烯与少量二乙烯基苯共聚，可得到交联聚苯乙烯：将交联聚苯乙烯制成微孔状小球，再在苯环上引入磺酸基、羧基、氨基等，可得到各种阳离子交换树脂：阳离子交换树脂能够交换阳离子。例如：SO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3H-SO3H：活性基团：树脂基体阴离

6、子交换树脂与阳离子交换树脂具有同样的有机骨架，只是所联的活性基团为碱性基团。阴离子交换树脂的化学稳定性及耐热性能都不如阳离子交换树脂稳定。阴离子交换树脂（高分子碱催化剂）简介阴离子交换树脂（高分子碱催化剂）分类季胺(-N(CH3)3)强碱性阴离子交换树脂伯胺基(-NH2)、仲胺基(-NHCH3)和叔胺基(-N(CH3)2)弱碱性阴离子交换树脂水化后分别形成R-NH3OH、R-NH2CH3OH、R-NH(CH3)2OH和R-N(CH3)3OH等氢氧型阴离子交换树脂阴离子交换树脂在交联苯乙烯分子中的苯环上引入季铵碱基，则得到阴离子交换树脂：阴离子交换树

7、脂——能交换阴离子的离子交换树脂。水处理——重水软化，污水去重金属离子，海水脱盐，无离子水的制备离子交换树脂的用途离子交换树脂的再生使用过的阴、阳离子交换树脂可分别用NaOH、HCl溶液再生，以便继续使用干扰离子的分离同性电荷离子的分离：在室温下稀水溶液中，强酸型阳离子交换树脂总是优先吸附多价离子：对同价离于而言，原子序数越大。选择性越高说明：羧酸型弱酸性阳离子树脂同样对多价金属离子选择性高，但它对氢离于的选择性更强，所以用酸进行处理很容易再生在常温下用强碱性阴离子树脂处理稀溶液时，各离子的选择性次序为：已知阳离子交换树脂对下列离子的亲和力顺序为L

8、i+