离子交换树脂 ppt课件

对于需要进行血透析治疗的高血钾症患者，借助于聚
苯乙烯磺酸钙进行辅助治疗，可以延长透析周期、减少
透析次数。
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三、离子交换树脂的设计、合成
2.酚醛型离子交换/螯合树脂
设计思路：
苯酚或苯酚衍生物与含有螯合功能基的单体及甲醛 直接缩合聚合制备，制得的树脂具有螯合容量大、螯 合功能基在高分子链上分布均匀。
高聚物分子设计
组长：黄玲玲 组员：李文涛 陈放 范翔云
刘容宾 陈斌 王贵恒 许强
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离子交换树脂设计与合成
一、离子交换树脂简介
二、离子交换树脂设计思路
目录
三、离子交换树脂的设计、合成
四、离子交换树脂的应用 五、离子交换树脂的发展前景
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一、离子交换树脂简介
离子交换树脂是指具有离子交换基团的高分子 化合物。它具有一般聚合物所没有的新功能—— 离子交换功能，本质上属于反应性聚合物。
共聚珠体：
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三、离子交换树脂的设计、合成
1.聚苯乙烯磺酸钠型离子交换树脂
具体合成步骤：
150m L 纯水+溶解完全的分散剂聚乙烯醇溶液
搅拌静止
加入苯乙烯和二乙烯苯单体混合物
升温
维持反应4h
过滤并用甲
醇洗涤2次
干燥
共聚珠体
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上述合成步骤的材料设计思想： 苯乙烯聚合加入二乙烯苯，形成交联结构，否则苯乙烯链
按基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂等。
按其物理结构的不同，可将离子交换树脂分为凝胶型、大 孔型和载体型三类。
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二、离子交换树脂设计思路
离子交换树脂设计分为两个方面： 一、离子交换树脂的基体
离子交换树脂多种不同的基体，根据不同的性 能要求选择不同的基体。如果要求耐热性需要引入 一些刚性基团；如果要求有较强的冲击性能，需要 改进树脂的基体的交联结构。
二、离子交换树脂的活性基团 离子交换树脂的功能性主要体现在活性基团上，
与离子交换树脂运用密切相关。所以引入不同的活 性基团对功能化有重要作用。
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三、离子交换树脂的设计、合成
1.聚苯乙烯磺酸钠型离子交换树脂
设计思路：
引入磺酸基，可解离出H+，H+可与周围的外来离 子互相交换
磺化
合成治疗高血钾症的辅助性药物，但是如果用苯 磺酸会使人体内环境变为酸性，所以引入人体内 大量存在的Na+。
酸
磺化
升温
加水稀释
加入NaOH
产品
加入浓硫 冷却
过滤干燥得到
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结果：成功制备了粒径范围在60-200μm的聚苯乙烯磺酸 钠离子交换树脂。
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三、离子交换树脂的设计、合成
1.聚苯乙烯磺酸钠型离子交换树脂
2. 聚苯乙烯磺酸钠型离子交换树脂的应用
聚苯乙烯磺酸钠型离子交换树脂是一种治疗高血钾症 的辅助性药物，它的作用机理是通过树脂中的钠和人体 内的钾交换，即吸附人体内的钾离子，释放树脂中的钠 离子，树脂携带体内部份的钾一起排出体外，从而降低 血液中钾的含量。
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一、离子交换树脂简介
离子交换树脂由三部分组成：三维空间结构的网络骨架； 骨架上连接的可离子化的功能基团；功能基团上吸附的可交 换的离子。
离子交换树脂的设 计、合成主要是与 这三部分有关
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一、离子交换树脂简介
离子交换树脂的分类
按交换基团性质的不同，可将离子交换树脂分为阳离子 交换树脂和阴离子交换树脂两大类。阴、阳离子交换树脂 可进一步分为强酸型、中酸型和弱酸型三种。
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三、离子交换树脂的设计、合成
3.聚苯乙烯二乙醇胺树脂
1.PS-Ace-Cl 树脂的制备
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三、离子交换树脂的设计、合成
3.聚苯乙烯二乙醇胺树脂
2.PS-Ace-Cl 树脂固载二乙醇胺
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三、离子交换树脂的设计、合成
3.聚苯乙烯二乙醇胺树脂
3.PS-Ace-DEA树脂的应用
结构会产生滑移而不具有相应的功能。 由于聚合反应不能把单体完全反应，聚苯乙烯磺酸钠型离
子交换树脂用于人体内服用，所以必须把没有反应完全的单 体除去，用甲醇洗涤数次。
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三、离子交换树脂的设计、合成
1.聚苯乙烯磺酸钠型离子交换树脂
2. 聚苯乙烯成酸钠离子交换树脂的制备
共聚微体+二氯乙烷
溶胀
脂中所含有的氨基与马来酸酐反应，将酒石酸引入
到上述螯合树脂中，使其具有氨基和羧酸两种螯合
功能基。
将苯酚中的酚羟基醚化不仅可以克服其易被氧化
的缺点, 而且可以增强链段的柔顺性，使树脂中螯合
功能基的柔软性得到提高，有利于与金属离子的螯
合。若醚化试剂的端基是羟基、羧基等基团，还易
于进一步地化学改性ppt。课件
三、离子交换树脂的设计、合成
2.酚醛型离子交换/螯合树脂
1. 醚化酚醛型离子交换/螯合树脂的合成
以甲酸为反应介质，以硫酸为催化剂，通过苯氧
乙醇与甲醛的缩合反应，合成含伯羟基的酚醛树脂
基体, 然后再通过苯磺酸酯化等反应，合成在酚醛树
脂基体上连接二乙醇胺、乙二胺、二乙烯三胺和三
乙烯四胺的酚醛型离子交换/螯合树脂，通过上述树
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三、离子交换树脂的设计、合成
1.聚苯乙烯磺酸钠型离子交换树脂
磺化
碱பைடு நூலகம்理
根据以上分析，合成聚苯乙烯磺酸钠型离子交换 树脂具有实用意义。
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三、离子交换树脂的设计、合成
1.聚苯乙烯磺酸钠型离子交换树脂
1.交联聚苯乙烯大分子微球的合成 以苯乙烯、二乙烯苯为单体, 在引发剂作用下利用悬 浮聚合法在含有分散剂的纯水中通过自由基聚合反应 而得到共聚珠体。
氯乙酰化聚苯乙烯载体在固相合成、生物化学、固 定化催化剂、固定化酶等方面有较多的应用。PSAce-DEA树脂对金属离子如Cu2+、Pb2+、Ni2+、Cr6+ 等离子有较好的吸附性，可应用于实际工业废水的处 理中。β-CD与PEG成功固载到羧基化聚苯乙烯载体 上，制备得到具有特殊功能的高分子载体，可应用于 手性拆分和酶的固定化等应用领域中。
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三、离子交换树脂的设计、合成
3.聚苯乙烯二乙醇胺树脂
设计思路：
交联聚苯乙烯(PS)型树脂如XAD-2 和 D101 等可与皂 甙的甙元部分产生疏水性吸附，能从水提取液中吸附 分离蓝皂甙，但这些树脂是非极性的，树脂相与水相 之间的界面能较大，皂甙从水相向树脂转移困难，吸 附速率慢，吸附量小。
在树脂结构上引入二乙醇胺极性基团，增大树脂的亲 水性，改善树脂的吸附性能。
酚醛型离子交换/螯合树脂的合成通常是在苯酚所提 供的母核上进行的，合成过程中酚羟基一般不参与化 学反应, 因此在该类树脂的高分子骨架上含有大量的酚 羟基，这会使酚醛树脂的耐热性、耐化学腐蚀性显著 降低。为了克服上述缺点，将苯酚中的酚羟基用醇加 以醚化， 再使其与甲醛发生缩pp合t课件反应，得到了不含酚羟基的15酚