陰離子交換樹脂的合成（三）

2022-10-26

在陰離子交換樹脂中，季銨基強堿性樹脂的產(chǎn)量最大。主要品種是含一N+(CH3)3的、交聯(lián)度為7或8的凝膠型樹脂，稱為強堿I型。另一種含一N+(CH3)2CH2CH2OH基的離子交換樹脂，稱強堿II型。強堿性陰離子交換樹脂可以去除水中包括硅酸根、有機酸根在內的所有陰離子，主要用于純水制備。從應用的角度來說，要求這類離子交換樹脂具有較高的體積交換量，較好的離子交換動力學性能，合適的粒度分布和較高的機械強度。除此之外，還有一些不同用途的低交聯(lián)度(4%DVB)的凝膠型和較高交聯(lián)度(8%~12%DVB)的大孔型強堿性陰離子交換樹脂。

不同結構的交聯(lián)聚苯乙烯球體，經(jīng)氯甲基化后，用三甲胺胺化便得到強堿I型的樹脂。該反應可在30℃左右順利進行。但需加入適當溶劑，如苯、乙烷、四氯化碳、二氧六環(huán)、丙酮、乙醇等，否則不僅胺化速度較慢，還可能發(fā)生交聯(lián)副反應。

在實際生產(chǎn)中，可以采用三甲胺水溶液，也可使用三甲胺鹽酸鹽。在以三甲胺鹽酸鹽進行胺化時，往體系中慢慢加入NaOH溶液，使三甲胺逐步游離出米進行反應，可在16h 左右完成。

以同樣的方式，用二甲基乙醇胺進行胺化，可得到強堿II型陰離子交換樹脂。

交聯(lián)度對凝膠型強堿性陰離子交換樹脂的性能有極大的影響。低交聯(lián)樹脂在水中的溶脹度大，網(wǎng)孔也大，有利于體積較大的有機離子的交換。但這種樹脂的體積交換量較小，強度也差。特別是轉型(如OH->C1一)時的體積變化較大，會影響操作過程和使用壽命。交聯(lián)度過高時，樹脂的結構過于緊密，往往使氯甲基化的程度降低，交換量下降，對有機離子的交換速度和交換量會顯著地變小。

胺化過程對凝膠樹脂的強度有較大的影響。為防止樹脂破裂，一般在胺化介質中加入適量的NaCl。三甲胺或（NaOH)也要采取逐步(或分批)加入的方式，并在反應完成之后慢慢加水稀釋，洗去殘余的三甲胺。

除三甲胺外，三乙胺、三丁胺、二甲基丙醇胺、甲基二乙醇胺、二辛基乙醇胺等也可用于氯甲基化交聯(lián)聚苯乙烯的季銨化反應。只是由于這些胺的體積較大，胺化反應難于進行得完全，胺化產(chǎn)物的離子交換性能也必然會受到基團位阻的影響，因此并未在實際生產(chǎn)中應用。商品樹脂AmberliteIRA-400、Dowex-1及國產(chǎn)的201等均是用三甲胺胺化的產(chǎn)品，Amberlite IRA-410、Dowex-2及國產(chǎn)的202為二甲基乙醇胺胺化的II型樹脂。

大孔樹脂的胺化方法與凝膠樹脂相似。胺化反應的速度(加料的速度)可以快一些，并且即使在反應介質中不加NaCl也不致于引起球體碎裂。