论文总字数：15233字

摘 要

Davankov在20世纪90年代末通过Friedel-Crafts反应, 使用外部亲电子试剂在线性聚苯乙稀或低交联聚苯乙稀中引入新的交联，因其交联度很高，称之为超高交联聚苯乙稀树脂。该类超高交联聚苯乙烯树脂具有比表面积大、平均孔径小、孔径分布窄、机械强度好等结构特征。此外，超高交联聚苯乙烯树脂网络结构能有效的防止经溶剂脱附后树脂的膨胀,因此该类树脂在溶胀性、耐热性、使用周期上都优于一般的树脂。

但目前商品化的苯乙烯系超高交联树脂孔尺寸相对比较固定且具有较强的疏水性，树脂需要用极性溶剂进行预处理，这大大增加了应用成本，同时只对非极性物质具有吸附作用。本论文通过在前体树脂合成过程中对孔径进行调节并加入功能基化试剂在树脂表面引入极性官能团，使树脂具有亲水性，并选取适合吸附质的孔尺寸以提高对极性物质的吸附性能及选择性。

关键词：超高交联树脂 交联度 吸附 功能基

Synthesis of hyper-cross-linked resins with high specific surface area and controllable pore sizes and study on modification

Abstract

In the late 1990s, Davankov introduced new crosslinking to linear polystyrene or low corsslinked polystyrene using external electrophiles by Friedel-Craft reaction, which was called hyper-cross-linked resin due to a high degree of crosslinking. Such resin has large specific surface area, small average pore size, narrow pore distribution, excellent machinery intension and so on. Meanwhile, high crosslinked polystyrene’s network can avoid the expansion of resin after elution, so it has good swelling quality, excellent heating resistance and long life expectancy.

However, the commercialized resin has strong hydrophobicity because of the fixed pore size. The resin should be pretreated by polar solvent in advance, which may increase the cost of treatment. At the same time, it can only absorb non-polar materials. Adjusting pore size and adding functional reagents to introduce polar functional groups can make resins hyprophilic. Also, choosing appropriate pore size of adsorbate can improve the adsorption properties and selectivity of polar materials.

Keyword：hyper-cross-linked resin；cross linking；adsorption；functional group

目录

摘要

Abstract

第一章 文献综述

1.1 超高交联树脂简介

1.2 超高交联树脂的现状

1.3 后交联法苯乙烯系超高交联度树脂的合成

1.3.1 前体树脂聚氯甲基苯乙烯-二乙烯苯树脂的制备

1.4 超高交联树脂的应用

第二章 超高交联树脂的制备

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1试剂与仪器

2.2.2实验方法

2.2.3树脂基本参数测定与表征

2.2.4实验结果与分析

2.2.5总结

第三章 超高交联树脂的改性研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1试剂与仪器

3.2.2 带有胺基的超高交联聚苯乙稀树脂的制备：

3.3 树脂基本参数测定与表征

第四章 展望

参考文献

致谢

第一章 文献综述

1.1 超高交联树脂简介

20世纪70 年代Davankov和Tsyurupa^[3]等人利用线型聚苯乙烯或低交联的苯乙烯－二乙烯苯共聚物，通过加入路易斯酸作为催化剂进行Friedel-Crafts反应，得到了一种高交联度聚苯乙烯共聚物，人们称它为超高交联树脂^[30]。该类超高交联聚苯乙烯树脂具有比表面积大、平均孔径小、孔径分布窄、机械强度好等结构特征，同时超高交联聚苯乙烯树脂结构能阻止经溶剂洗脱后树脂的变形,所以其溶胀性和耐热性比较好,使用寿命长等^[1]。但是超高交联树脂的交联反应是随机发生的，并没有固定的路线，所以得到的树脂并没有固定的结构，这也大大限制了高分子材料的应用^[2]。

1.2 超高交联树脂的现状

高交联度聚苯乙烯共聚物是超高交联前体树脂，但该类超高交联树脂需要通过外部亲电试剂（氯甲醚）进行氯甲基化,同时氯甲醚是一种致癌性物质。

21世纪初期，Sherrington通过具有活性的单体，使氯甲基苯乙烯带有内部亲电点，使前体树脂内部有永远存在的亲电位点，使得后交联反应后的物质更加均一，同时也考察了使用不同的氯甲基苯乙烯的异构体，生成的前体树脂中苄氯含量的变化。

2011年，谭必恩小组，通过外交联剂“编织”刚性的芳香族单元生成了高比表面积的新型超高交联物质。该方法在后交联过程中不会产生HCl气体，但合成的超高交联高分子物为粉末状，这在一定程度上限制了它的运用^[2]。

随着超高交联树脂制备工艺的发展，目前主要有以下三种方法进行制备：

①聚合物后交联方法

②外交联剂“编织”芳香族单体

③功能化小分子一步法自缩聚

但交联反应的发生具有一定的随机性，得到的聚合物结构没有固定的规律，这就限制了超交联高分子材料在实际生活中的运用，需要在未来使用中进一步探

索改进^[5]。

1.3 后交联法苯乙烯系超高交联度树脂的合成

1.3.1 前体树脂聚氯甲基苯乙烯-二乙烯苯树脂的制备

聚氯甲基苯乙烯的聚合方法主要有4种：本体聚合法、乳液聚合法、悬浮聚合法、溶液聚合法^[3]。由于本体聚合反应中散热较困难，溶液聚合的分散度窄，而乳液聚合中使用的乳化剂难以除去，所以一般利用悬浮聚合法制备聚氯甲基苯乙烯树脂^[28]。

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