树脂结构表征方法研究

论文摘要

本课题针对目前国内高价进口离子交换树脂的现状,立足于我国现有树脂和各类表征手段,开展对树脂结构表征方法的研究。根据目前国内各类型树脂的使用情况,课题主要围绕苯乙烯系和丙烯酸系两大类树脂的表征展开研究。实验中,以二乙烯苯为交联剂,苯乙烯、丙烯酸甲酯为单体,通过悬浮聚合法合成白球。本论文研究了苯乙烯-二乙烯苯、丙烯酸甲酯-二乙烯苯、苯乙烯-丙烯酸甲酯-二乙烯苯三类白球的表征方法;并研究了上述白球不同功能基化后得到的离子交换树脂的表征方法;主要得出如下结果。采用红外光谱法分析:上述三大类白球,均可通过特征吸收峰位置对其定性判断;该法可用于交联度10%～40%的丙烯酸甲酯-二乙烯苯白球和苯乙烯-丙烯酸甲酯-二乙烯苯混聚白球交联度的定量分析;对苯乙烯型强酸、强碱、弱碱树脂和丙烯酸型弱酸、弱碱树脂,以及两性树脂都可通过功能基团特征吸收峰定性判断;经酸碱处理后,蛇笼树脂出峰位置的差异,为其定性判断依据。通过TG-DTG分析:白球的TG-DTG存在一个失重台阶;苯乙烯和丙烯酸甲酯类白球交联度与热分解参数间存在线性关系;离子交换树脂存在2～3个失重台阶,失重温度视功能基团类型而定。采用DSC法可定量分析交联度<23%的苯乙烯类白球交联度。采用元素分析法可定量分析含强酸（磺酸）、强碱（季铵）基团树脂交换容量。可用化学滴定法定量分析已知酸碱类型树脂的交换容量,同时树脂酸碱性的测定为判断其类型的重要依据。同结构的大孔和凝胶型离交树脂在相同方法下表征,得到相同结果。采用红外光谱法、TG-DTG分析法、元素分析法结合化学滴定法对两种未知进口树脂进行成分剖析,结果为:日本树脂为大孔吸附树脂,含高交联二乙烯苯结构,功能基团含S;法国树脂为大孔苯乙烯系弱碱树脂,功能基团为多乙烯多胺。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 离子交换树脂的介绍
• 1.1.1 离子交换树脂的发展
• 1.1.2 离子交换树脂的应用
• 1.1.3 离子交换树脂的分类
• 1.2 苯乙烯系离子交换树脂
• 1.3 丙烯酸系离子交换树脂
• 1.4 树脂表征国内外研究现状
• 1.5 常用表征手段介绍
• 1.6 立题背景和意义
• 1.7 主要研究内容
• 第二章 苯乙烯类聚合树脂的表征方法研究
• 2.1 前言
• 2.2 试剂与设备
• 2.2.1 试剂
• 2.2.2 仪器及操作条件
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 工业 DVB 中主要交联成分含量分析
• 2.3.2 白球合成方法
• 2.3.3 红外光谱分析
• 2.3.4 热分析
• 2.3.5 功能基团交换容量测定
• 2.3.6 树脂pk 值测定
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 工业 DVB 中主要交联成分含量分析
• 2.4.2 聚合单体表征
• 2.4.3 交联度对苯乙烯骨架结构表征影响
• 2.4.4 树脂功能化基团的定性与定量分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 丙烯酸酯类聚合树脂的表征方法研究
• 3.1 前言
• 3.2 试剂与仪器
• 3.2.1 试剂
• 3.2.2 仪器及操作条件
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 二乙烯苯（DVB）成分分析
• 3.3.2 白球的合成方法
• 3.3.3 红外光谱分析
• 3.3.4 热分析
• 3.3.5 功能基团交换容量测定
• 3.3.6 树脂pk 值测定
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 二乙烯苯化学组成
• 3.4.2 聚合单体表征
• 3.4.3 交联度对丙烯酸甲酯骨架结构表征影响
• 3.4.4 树脂功能化基团的定性与定量分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 混聚树脂的表征方法研究
• 4.1 前言
• 4.2 试剂与仪器
• 4.2.1 试剂
• 4.2.2 仪器及操作条件
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 树脂的合成
• 4.3.2 红外光谱分析
• 4.3.3 热分析
• 4.3.4 功能基团交换容量测定
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 混聚型白球表征方法研究
• 4.4.2 两性树脂表征
• 4.4.3 蛇笼树脂的表征
• 4.5 本章小结
• 第五章 树脂结构剖析实践
• 5.1 前言
• 5.2 试剂与仪器
• 5.2.1 试剂
• 5.2.2 仪器及操作条件
• 5.3 实验方法
• 5.3.1 红外光谱分析
• 5.3.2 热分析
• 5.3.3 树脂酸碱性能判断
• 5.3.4 功能基团交换容量的测定
• 5.3.5 树脂pk 值的测定
• 5.4 结果与讨论
• 5.4.1 未知1 号树脂剖析
• 4.4.2 未知2 号树脂剖析
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表论文清单