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阴离子交换树脂的氯甲基化研究摘要：本课题分别以无致癌性的氯甲基乙醚、自制的 1,4-二氯甲氧基丁烷(BCMB)和异戊烷基氯甲醚为氯甲基化试剂，在Lewis酸催化下，实现了交联聚苯乙烯的氯甲基化，从而得到环保型氯甲基化工艺。首先研究了氯甲基乙醚反应体系的反应温度、反应时间、催化剂种类、催化剂用量、氯甲基化试剂用量这5种因素对产物氯含量的影响规律，得到最佳的反应条件。其次对异戊烷基氯甲醚间接法反应体系的配方进行了优化，得到最佳的反应配方。最后通过红外光谱法，莫尔法，交换容量的测定对氯甲基化交联聚苯乙烯进行了结构表征与性能测定，结果表明氯含量为17-20.67%，胺化后交换容量可达2.0-2.8mmol/g。29322
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毕业论文关键词:氯甲基化；氯含量；氯甲基化试剂；环保型阴离子交换树脂
Study on the Chloromethylation of Anion Exchange Resin
Abstract: This paper using the non-carcinogenic chloromethyl ether, self-made 1,4-bis（chloromethoxy）butanes (BCMB) and 2-methylbutyl chloromethyl ether respectively, as chloromethylation reagent, and adopting Lewis acid as the catalyst to achieve the chloromethylation of crosslinking polystyrene in a environmental-friendly way. At first, the effects of the reaction temperature, reaction time, catalyst type, the amount of catalyst and the consumption of chloromethylation reagent in the chloromethylation progress using the chloromethy ether as chloromethylation reagengt have been studied . Secondly, reactants’ suitable molar ratio of the chloromethylation using 2-methylbutyl chloromethyl ether in indirect way has been studied. The product is characterized by infrared spectroscopy(IR), Mohr method, the ion-exchange capacity, results showed that the chlorine content are 17-20.67%, after amination the ion-exchange capacity can reach 2.2-2.8mmol / g.
Key Words：chloromethylation; chlorine content; chloromethylation reagent; environmental anion exchange resin
目 录
1 绪论 1
1.1 阴离子交换树脂的概述 1
1.2 离子交换树脂的物理结构和性质 2
1.3 离子交换过程 3
1.4 阴离子交换树脂的发展趋势 5
1.5 聚苯乙烯氯甲基化的研究进展 5
1.5.1 间接使用氯甲基甲醚的氯甲基化反应 5
1.5.2 避免使用氯甲基甲醚的氯甲基化反应 6
1.6 研究目的及意义 8
2 实验 9
2.1 试剂及仪器 9
2.2 直接氯甲基化法制备氯甲基交联聚苯乙烯 10
2.2.1 交联聚苯乙烯的氯甲基化原理 10
2.2.2 以氯甲基甲醚为氯甲基化试剂制备氯甲基交联聚苯乙烯 10
2.2.3 以氯甲基乙醚为氯甲基化试剂制备氯甲基交联聚苯乙烯 11
2.3 间接使用氯甲基甲醚制备氯甲基交联聚苯乙烯 11
2.3.1 原理 11
2.3.2 操作步骤 12
2.4 BCMB间接法制备氯甲基交联聚苯乙烯 12
2.4.1 BCMB制备过程和反应机理 12
2.4.2 操作步骤 12
2.4.3 BCMB间接法制备氯甲基交联聚苯乙烯机理 13
2.4.4 操作步骤 14
2.5 异戊烷基氯甲醚体系制氯甲基交联聚苯乙烯 14
2.5.1 原理 14
2.5.2 操作步骤 15
2.6 氯甲基化交联聚苯乙烯球的性能测试 15
2.6.1 氯含量的测定 15
2.6.2 红外测定 16
2.6.3 氯型阴离子交换树脂交换容量测定 16