功能高分子材料(2)(編輯修改稿)
2025-06-17 14:09 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 水合水 交換離子 Na+ 二乙烯苯交聯(lián)橋 苯乙烯鏈 16 從圖中可見，離子交換樹脂由三部分組成： 三維空間結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)骨架； 骨架上連接的可離子化的功能基團(tuán)； 功能基團(tuán)上吸附的可交換的離子。 強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹脂的功能基團(tuán)是 — SO3H+，它可解離出 H+，而 H+可與周圍的外來離子互相交換。功能基團(tuán)是固定在網(wǎng)絡(luò)骨架上的，不能自由移動(dòng)。由它解離出的離子卻能自由移動(dòng)，并與周圍的其他離子互相交換。這種能自由移動(dòng)的離子稱為 可交換離子 。 17 （ 3）凝膠型離子交換樹脂 ① 定義： 凡 外觀透明、具有均相高分子凝膠結(jié)構(gòu) 的離子交換樹脂。 這類樹脂表面光滑，球粒內(nèi)部沒有大的毛細(xì)孔。在水中會(huì)溶脹成凝膠狀，并呈現(xiàn)大分子鏈的間隙孔。大分子鏈之間的間隙約為 2～ 4nm。一般無機(jī)小分子的半徑在 1nm以下，因此可自由地通過離子交換樹脂內(nèi)大分子鏈的間隙。在無水狀態(tài)下，凝膠型離子交換樹脂的分子鏈緊縮，體積縮小，無機(jī)小分子無法通過。所以， 這類離子交換樹脂在 干燥條件下或油類 中將喪失離子交換功能。 常用的樹脂： 聚苯乙烯型樹脂、聚丙烯酸型樹脂、酚醛類樹脂 18 a. 強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹脂的制備 強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹脂絕大多數(shù)為 聚苯乙烯系骨架 ，通常采用懸浮聚合法合成樹脂，然后磺化接上交換基團(tuán)。 由上述反應(yīng)獲得的球狀共聚物稱為 “白球” 。將白球洗凈干燥后，即可進(jìn)行連接交換基團(tuán)的磺化反應(yīng)。 將干燥的白球用 二氯乙烷 或 四氯乙烷 、 甲苯 等有機(jī)溶劑溶脹，然后用 濃硫酸 或 氯磺酸 等磺化。通常稱磺化后的球狀共聚物為 “黃球” 。 H2 S O 4 , C 2 H 4 C l 2H S O 3 C l , C2 H 4 C l 2S O 2 HS O 3 HH 2 O19 丙烯酸 的水溶性較大，聚合不易進(jìn)行，故常采用其 酯類單體 進(jìn)行聚合后再進(jìn)行水解的方法來制備。 C H2 CC O O C H3+C H2C H2CC H2C HC H2C H3C O O C H3C H3C H2CC H2C HC H2C O O HC H3N a O HH2O+ C H3O HC HC H2C HC HC H20 c. 強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂的制備 強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂主要以 季胺基 作為離子交換基團(tuán)，以 聚苯乙烯作骨架 。 制備方法是 ：將聚苯乙烯系 白球進(jìn)行氯甲基化 ，然后利用苯環(huán)對(duì)位上的氯甲基的 活潑氯 ，定量地與各種胺進(jìn)行 胺基化 反應(yīng)。苯環(huán)可在路易氏酸如 ZnCl2， AlCl3， SnCl4等催化下，與 氯甲醚氯甲基化 。 C H 2C HC H 2C H 2 C HC H 3 O C H 2 C lC H 2C HC H 2C H 2 C HC H 2 C l+ C H 3 O HZ n C l 2C H C H 所得的中間產(chǎn)品通常稱為 “氯球” 。用氯球可十分容易地進(jìn)行胺基化反應(yīng)。
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