聚苯乙烯磺酸钠的制备与降解

2025/7/22 9:05:50 作者:火星人

近年来,以聚苯乙烯磺酸钠(PSS)为载体制备的液体缓控释制剂取得突破性进展。聚苯乙烯磺酸钠是阳离子强酸性离子交换树脂。聚苯乙烯磺酸钠是一种不溶于水和一般酸碱溶液及有机溶剂,有良好化学稳定性的高分子聚合物。聚苯乙烯磺酸钠具有网状立体结构,结构主要包括:具有空间立体结构的网状骨架;与网状骨架以共价键连接且不能移动的活性基团;与活性基团以离子键结合,带有相反电荷,有交换功能的平衡离子。目前用于制备药物树脂的聚苯乙烯磺酸钠主要是凝胶型树脂。

聚苯乙烯磺酸钠

废旧聚苯乙烯泡沫的污染问题已经引起人们的重视,郭戈等人利用废旧聚苯乙烯泡沫制备聚苯乙烯磺酸及其钠盐,不但治理了污染,保护了环境,而且,降低了制备聚苯乙烯磺酸钠的成本。

聚苯乙烯磺酸钠是一种具有独特作用的水溶性聚合物,用于反应性乳化剂、凝聚剂、分散剂、容器清洗剂、化妆品、水处理剂、半导体、影像胶片等多个领域。聚苯乙烯磺酸钠在水中的残留会造成水质的污染,研究其降解在理论和净化水质上具有重要意义。

制备方法

将废旧泡沫洗干净待用。取4g洗净的废旧聚苯乙烯泡沫溶于50cm3的1,2-二氯乙烷中,制成胶液。将胶液移入装有电搅拌器和索氏提取器的三颈瓶中,加入8g浓硫酸和少量CHJ-05催化剂,索氏提取器内放入CaO,在充分搅拌下加热反应。反应完毕,分离出溶剂。将粗产品用NaOH中和成中性后,再用丙酮重结晶提纯、干燥,得聚苯乙烯磺酸纯品。将聚苯乙烯磺酸中和后用丙酮重结晶、烘干即得聚苯乙烯磺酸钠[1]。

超声降解

配制一定浓度的聚苯乙烯磺酸钠水溶液,将溶液置入一个特殊设计的反应器中进行超声降解。在一定的超声时间后,取出少许反应产物经过处理后,进行紫外检测(UV-1100,北京瑞利分析仪器公司),红外表征(FTIR2000-104,ABB),分子量测定GPC(Agilent1100,Waters)。超声条件:6W的功率放大器(T&Cpowerconversion, Inc.),20~2000kHz的频率发生器(Instex,Taiwan),反应液40mL,恒温水浴在25℃左右。

结果:低功率、高频率的超声波可导致水溶液中聚苯乙烯磺酸钠迅速降解,聚合物溶液浓度、pH值及超声频率对降解反应有明显的影响,红外和紫外光谱图说明经过超声后聚合物结构发生变化,其中包括苯环的破裂。通过用DPPH对自由基进行捕捉,证明聚苯乙烯磺酸钠在超声条件下的降解确实经历了自由基的历程[2]。

参考文献

[1] 郭戈,谢海泉,刘珊珊. 废旧聚苯乙烯泡沫制备聚苯乙烯磺酸钠的研究[J]. 科技通报,2007,23(2):225-227,231. DOI:10.3969/j.issn.1001-7119.2007.02.015.

[2] 余建刚,朱光军,朱昌平,等. 超声引发聚苯乙烯磺酸钠的降解[J]. 水资源保护,2011,27(1):55-57. DOI:10.3969/j.issn.1004-6933.2011.01.013.

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