陰離子交換樹脂的合成(二)
在催化劑的作用下,氯甲醚與聚苯乙烯的氯甲基化反應很容易進行。反應速度依賴于催化劑的性質(zhì)、用量和溫度。在以ZnCl2為催化劑時,反應速度常數(shù)與ZnCl2的用量成正比。而對于AICl3和SnCl4則是反應速度常數(shù)的對數(shù)與其用量成正比。可見這兩種催化劑的用量對反應速度的影響比ZnCl2要大得多。
苯乙烯-二乙苯共聚物的交聯(lián)結(jié)構(gòu)對氯甲基化的影響也是明顯的。例如,交聯(lián)度為6、8、10的大孔共聚物,氯甲基化后的含氯量可分別達到20.0%、18.8%和17.8%。交聯(lián)度越高,含氯量越低。普通的凝膠型陰離子交換樹脂的母體共聚物(交聯(lián)度7或8),在配比為共聚體:氯甲醚:ZnCl=1:2.5:0.4的情況下,于35~40℃反應10h,氯含量可達13%~15%。在高交聯(lián)的情況下,氯含量難于達到較高的水平,聚合物結(jié)構(gòu)的影響反而不明顯了
交聯(lián)度為43的共聚物和100%的純p-DVB或m-DVB聚合物,不管是凝膠型陰離子交換樹脂的還是大孔型陰離子交換樹脂的,均達到了幾乎相同的氯含量。其原因尚待進一步研究。
關(guān)于交聯(lián)聚苯乙烯氯甲基化過程的研究,還有一些不同的結(jié)論:
(1)功能基在球體中的分布是均勻的。
(2)功能基主要分布與球體的表面層,表層的厚度與引入功能基的方法有關(guān)。
(3)氯主要分布在球體的表層,與引入功能基的方法無關(guān)。
對殼層分布的解釋是:由于聚合物鏈中的DVB懸掛雙鍵在氯甲基化過程中聚合而產(chǎn)生后交聯(lián),阻礙了ZnCl2向球體內(nèi)部的擴散。但與結(jié)果比較,這種解釋并不圓滿。上述不同的結(jié)果,很可能是由實驗方法的差異造成的。
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