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聚苯乙烯磺酸钠制备方法和物化性质

[db:作者] / 2023-01-06 00:00

聚苯乙烯磺酸钠

  

[结构式]

  

  

[物化性质]无色透明或黄色透明黏性液体,或为白色松软粉末。溶于水,不溶于有机溶剂。

  

[制备方法]聚苯乙烯磺酸钠由苯乙烯磺酸钠单体自由基溶液聚合,聚苯乙烯磺化以及聚(n-丙基-p-苯乙烯磺酸)水解三种方法制得。前两种方法的制备工艺如下。

  

(1)苯乙烯磺酸钠单体溶液聚合法

  

①苯乙烯磺酸钠的制备用98%的浓硫酸做磺化剂,Ag2SO4做催化剂,对苯二酚做阻聚剂。浓硫酸:苯乙烯(摩尔比)=2:1,催化剂质量分数为1%、阻聚剂质量分数为1%。当温度为54℃时开始加料,加完料升温至70℃,恒温反应2~2.5h,得到棕色溶液,再用氢氧化钠中和,即可得到苯乙烯磺酸钠单体。

  

②溶液聚合将一定量的去离子水加入到装有电动搅拌器、回流冷凝器、滴液漏斗的聚合反应器中,称取定量的苯乙烯磺酸钠单体溶入反应器中的去离子水中,在搅拌下将反应温度缓慢升至85~90℃,然后滴加用去离子水配制的计量的过硫酸铵水溶液,控制滴加速度,使反应在90℃左右聚合反应3~4h,停止加热,冷却至室温,即制得相对分子质量适中的聚苯乙烯磺酸钠水溶液。

  

(2)聚苯乙烯磺化法

  

首先使聚苯乙烯磺化,制成聚苯乙烯磺酸,然后加碱中和,反应式如下:

  

  

于带盖和磁搅拌的锥形瓶内,加入其中含Ag2SO4的100%硫酸40mL,然后在强力搅拌下迅速将聚苯乙烯(Mw=239000)粉加入其中,反应15min,生成透明的淡黄色黏性溶液。将反应混合物过滤、渗析处理,得到不含Ag+、SO42-行的中性液体。为防止产生胶体银,磺化反应和渗析过程均须在避光下进行。将浓缩渗出液聚苯乙烯磺酸加碱中和,再经过滤和冷冻干燥,即可得到白色绒毛状粉末产品。

  

[应用]主要用于锅炉水、冷却水、城市污水以及采矿废水处理。用作锅炉冷却水处理系统的阻垢分散剂具有独特作用,大分子链上的磺酸基团,使其具有很强的浸润分散作用,能将较大的污垢分散成微小颗粒并悬浮于水中。对系统中已有的老垢也能使其逐渐分散溶解至消除垢层。另外由于磺酸基在水中能够稳定有机膦酸基团,对多种金属盐有增溶分散作用,因此能与其他阻垢分散剂配合使用,并起增效协同效应。

  

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