文 献 综 述

高比表面积、孔径可控的超高交联度树脂的合成及改进性研究

一、超高交联度树脂简介

上世纪70年代初，Davankov[3]等利用线型聚苯乙烯或低交联的苯乙烯#8212;二乙烯苯共聚物通过Friedel#8212;Grafts反应进行后交联[2]合成了一种大网均孔苯乙烯共聚物，它是一大类不含离子交换基团，具有大且多孔的网状结构、内部结构复杂、高交联度的高分子聚合物并且具有很高的交联度,人们称之为超高交联树脂。与传统的吸附剂活性炭相比,超高交联吸附树脂除了具有较高的比表面积、刚性的骨架和稳定的化学物理性质外，还具有较高的机械强度的优势。但超高交联度树脂在使用中仍存在一定的问题主要包括：（1）苯乙烯系超高交联树脂表面的疏水性较强导致在实际应用中亲水性较差[4]，在吸附极性溶剂中的溶质时，需要用极性溶剂如甲醇，乙醇等进行预处理，以增加苯乙烯系超高交联树脂的亲水性，增加了使用成本，而且会影响吸附效果；（2）超高交联树脂主要依靠物理吸附作用（包括微孔填充、毛细管凝聚、表面吸附等[5])吸附目标物质，这些作用对目标物质的选择性较弱，在多种有机物共存或目标有机物浓度较低的情况下吸附效果不理想；（3）超高交联树脂虽然具有一定数量的大孔结构，但孔径结构主要集中于中孔或微孔区域[6]，较小的孔径能够对目标吸附质具有一定的选择性，但也大大降低了吸附质在树脂内部的扩散速率，从而影响了树脂的吸附速度；（4）由于超高交联树脂是人工合成的高分子聚合物，因此其一次性投资价格稍高于传统吸附剂活性炭[7]，影响了超高交联树脂的推广应用从而大大限制了超高交联度树脂的进一步发展。

目前通过优化前体树脂的合成过程来调节树脂孔径分布，并对超高交联树脂进行化学修饰来提高树脂的表面极性和选择吸附性已成为一条有效的途径，对超高交联度树脂的推广应用具有重大意义[8]。

二、超高交联度树脂的合成及改进

1.悬浮聚合制备氯甲基苯乙烯-二乙烯苯（VBC-DVB）前体树脂

在溶有引发剂的单体（氯甲基苯乙烯、二乙烯苯）以液滴状悬浮于水中进行自由基聚合的方法称为悬浮聚合法[1]。其中水为连续相，单体为分散相。聚合在每个小液滴内进行。其原理为自由基聚合，主要包含链引发、链增长、链终止、链转移（图1）。

通过加入引发剂、分散剂[9,10]，在搅拌器搅拌的剪切力作用下分散成球状液滴，由分散剂保护液滴防止液滴与液滴之间的粘结，并通过引发剂起始自由基聚合反应（如图2）。