超高交联聚苯乙烯树脂的合成及其在果汁脱色中的应用

【摘要】超高交联聚苯乙烯树脂具有比表面积高、溶胀性能和吸附性能优良的特点。目前,树脂吸附法已广泛地应用于果汁脱色行业,但市场上果汁脱色所用树脂存在脱色容量低、再生使用性能差等问题。针对这些问题,本论文主要从以下三方面进行了研究,合成并筛选出了脱色性能优良的超高交联聚苯乙烯树脂。(1)以大孔高交联聚苯乙烯为原料(交联度分别为55%、63%和80%),采用悬挂双键后交联法合成了一类超高交联聚苯乙烯树脂HC-1；采用氯甲基化-后交联法合成了另一类超高交联聚苯乙烯树脂HC-2；将HC-2与二甲胺反应制得了一类带叔胺基的超高交联聚苯乙烯树脂HC-2-AN。以芦丁为吸附质考察树脂的吸附性能,结果表明,各树脂对芦丁的吸附可采用Freundlich等温吸附模型描述,且吸附过程是个放热过程；HC-1树脂的比表面积和孔容比HC-2树脂的大,对芦丁的吸附量较大；HC-2-AN由于表面胺基与芦丁分子的多个酚羟基形成多重氢键,对芦丁的吸附量和吸附焓(绝对值)比HC-2树脂的大；不同交联度的超高交联树脂的吸附性能主要与树脂孔容分布有关。(2)以大孔低交联聚苯乙烯为原料,通过氯甲基化反应和Friedel-Crafts后交联反应合成了高比表面积的超高交联聚苯乙烯树脂HC-J。以芦丁为吸附质考察树脂的吸附性能,结果表明,由于HC-J具有高比表面积,其对芦丁的吸附量远大于HC-2-AN树脂。将HC-J用于果汁脱色行业中,解决市场上果汁脱色树脂存在的各类问题。确定HC-J树脂合成的最优工艺为：聚苯乙烯交联度为8%,致孔剂为混合溶剂(环己醇：200#汽油=0.5：0.7),氯甲基化反应温度为40℃,氯含量大于18%。与市售果汁脱色用超高交联聚苯乙烯树脂相比,该树脂具有脱色效果好和脱色容量大等优点。(3)通过调整HC-J树脂后交联反应时间,得一系列HC-J树脂,并将HC-J与二甲胺胺化得带叔胺基的超高交联聚苯乙烯树脂HC-J-AN,对比各树脂对果汁的脱色性能。结果表明,随后交联时间增加,HC-J的比表面积呈下降趋势,且IC-J-AN的全交换量逐渐降低,树脂的脱色率逐渐降低；由于氢键的作用,HC-J-AN脱色性能明显好于HC-J;HC-J最优后交联时间为6h。
【作者】毛剑英；
【导师】徐满才；
【作者基本信息】湖南师范大学，高分子化学与物理，2014，硕士
【关键词】超高交联聚苯乙烯树脂；胺化；果汁脱色；

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