一種丙烯酸系脫色樹脂及其製備方法

2023-06-11 09:12:31

專利名稱：一種丙烯酸系脫色樹脂及其製備方法
技術領域：
本發明涉及高分子化學領域，具體涉及一種脫色樹脂及其製備方法，特別涉及 一種新型雙重功能丙烯酸系脫色樹脂及其製備方法。
背景技術：
眾所周知，色素是本身有顏色並能使其他物質著色的有機化合物，凡是有顏 色的物質都與其化學結構有關，在有色物質的分子結構中一般都含有生色團和助色團 的兩種基團。各種色素中生色基團和助色基團一般都含有數量較多的各種極性基團 (如-COOH，-NH2, -OH等)，在工業生產中除了用活性炭脫色外，脫色能力大、可重 復使用的專用脫色樹脂已逐步取代活性炭在各個領域發揮重要作用。脫色樹脂一般是大 孔離子交換樹脂，由於種類和用途都很多，被廣泛應用在食品醫藥行業如中草藥有效 成分脫色、胺基酸和生物鹼類物質的脫色、糖液脫色、果酸脫色等。離子交換樹脂脫色機制是藉助於一種特殊的分子間作用力即氫鍵力(hydrogen bond force),它是一種介於庫侖引力和範德華力之間的特殊定向力。這種氫鍵力是在分 子結構中，當H原子與電負性較強的F、O、N等原子構成共價鍵時，電子對偏離中心， H原子顯正電性，所以有富餘的正電荷能吸附另外一個電負性較強的F、O、N等原子， 而形成一種有一定方向性的作用力。與活性炭脫色的機制相似，即脫色樹脂對各種色素 中生色基團和助色基團所含有數量較多的各種極性基團，有較強的吸附力，且吸附力與 極性基團的數量多少有關。大孔吡啶基樹脂(D280)是專門用於植物提取物中的脫色樹脂，D280可用於對 甜菊粗提取物進行脫色，並使甜菊甙的純度提高。普通離子交換樹脂對非解離性分子沒 有很好的吸附作用，而大孔型D280由於含有強鹼性陰離子交換基團-吡啶基團，溶液中 色素中的酚基等更容易解離成負離子，這樣色素負離子由於離子交換而被吸附；此外， 樹脂功能基中的氮易與色素分子中的羥基、酚基等形成氫鍵，同時色素分子的憎水部分 還可以通過範德華力與樹脂苯環結合，所以D280對色素的脫除能力較強。而弱鹼性陰離 子大孔樹脂，由於弱鹼功能基團與色素分子的結合能力較弱，造成色素分子在樹脂相的 分配較少，故其脫色效果不如強鹼性樹脂效果好，但是弱鹼丙烯酸樹脂的使用壽命以及 交換容量卻比強鹼苯乙烯樹脂具有較大優勢。離子交換與吸附1992，8⑵140-146報導了離子交換樹脂D280雖然脫色 效果好，但樹脂吸附的有機物質不易徹底洗脫再生，樹脂的抗汙染能力不好，影響長期 使用，所以並未在工業化中得到廣泛應用。離子交換與吸附2008，24(1) 89-94]報導了乙烯吡啶樹脂的合成和應用研 究進展，由於乙烯吡啶與苯乙烯的重要差別只是-N=替代了-C =，並且氮上含有一對 未共用的電子對，並不參與環上的共軛體系，因而乙烯吡啶樹脂與苯乙烯系樹脂相比具 有更多優點和特定的功能。丙烯酸系離子交換樹脂具有交換容量高，抗有機汙染性能好等優點，用途廣泛，產量僅次於苯乙烯系樹脂。這類陰離子交換樹脂在生產時不使用毒性較大的氯甲 醚，因而愈來愈受到生產者和使用者的重視，但是該樹脂對色素的脫除能力較弱。

發明內容
為解決以上脫色樹脂存在的諸多不足之處，本發明的發明人將吡啶基團引入到 聚丙烯酸酯骨架樹脂，此樹脂再經多乙烯多胺胺解後引入醇羥基，得到同時含叔胺和季 胺的新型離子交換脫色樹脂，在保證樹脂脫色能力的同時也提高了脫色樹脂的抗汙染能 力，解決了 D280抗汙染能力差的缺陷，並且還可以通過調節白球合成中所用乙烯吡啶單 體的種類和用量以及胺解中多乙烯多胺的種類等來調節樹脂的季胺和叔銨的含量，以適 用於對不同物質的脫色。本發明所製備的丙烯酸系脫色樹脂，其結構如下所示
權利要求
1. 一種丙烯酸系脫色樹脂，其結構如下所示
2.根據權利要求1所述的丙烯酸系脫色樹脂，其特徵在於其具有強鹼樹脂和弱鹼 樹脂的脫色性質。
3.製備如權利要求1所述丙烯酸系脫色樹脂的方法，包括如下步驟(1)大孔型低交聯樹脂白球製備首先將脂肪族不飽和酯類單體和乙烯吡啶單體、交聯劑、致孔劑和聚合引發劑在分 散介質中，懸浮聚合得到大孔型低交聯樹脂白球；(2)胺解及乙基化然後將步驟(1)製備的大孔型低交聯樹脂白球與多乙烯多胺進行胺解反應，得到含 有醯胺鍵和伯胺基、仲胺基的親水性樹脂，所得胺解後的樹脂與含有醇羥基的滷化物在 鹼性條件下反應得到本發明的同時含季胺和叔胺的新型離子交換脫色樹脂； 其合成路線如下所述 (1)大孔型低交聯樹脂白球製備⑵胺解
4.根據權利要求3所述的製備方法，其特徵在於所述的脂肪族不飽和酯類單體選 自丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯或其混合物；所述的交聯劑選自二乙烯苯；所述的致孔 劑選自甲苯和汽油；所述的懸浮聚合引發劑選自過氧化苯甲醯；所述的分散劑選自明膠 或聚乙烯醇或羧甲基纖維素。
5.根據權利要求3所述的製備方法，其特徵在於大孔型低交聯樹脂白球製備合成 的反應溫度為70-100°C，反應時間為12-18小時；大孔型低交聯樹脂白球與多乙烯多胺 進行胺解的反應溫度為100-180°C，反應時間為8-12小時；所得胺解後樹脂與含有乙醇 基的滷代物鹼性條件下反應，反應溫度為55-85°C，反應時間為12-18小時，鹼為氫氧化 鈉，重量分數為30% -40%,用量為胺解後樹脂用量的100% -160%。
全文摘要
本發明涉及高分子化學領域，具體涉及一種新型丙烯酸系脫色樹脂及其製備方法，本發明採用乙烯吡啶單體和脂肪族不飽和酯類單體，以多乙烯基單體為交聯劑，在致孔劑存在的條件下懸浮聚合得到白球，所得白球與多乙烯多胺進行胺解反應引入胺基，所得胺球再與含有醇羥基的單體在鹼性條件下反應得到新型丙烯酸系離子交換脫色樹脂，該樹脂同時具有含吡啶基團的強鹼樹脂以及弱鹼樹脂的性質，所以所得目標產物在脫色過程中較市售普通強鹼或弱鹼離子交換樹脂，具有功能基含量高、脫色能力強、抗汙染能力好、使用壽命長等優點，具有較大的社會和經濟效益。
文檔編號C08F212/36GK102020745SQ201010532930
公開日2011年4月20日 申請日期2010年11月5日 優先權日2010年11月5日
發明者張振安, 李樹英, 毛劍英, 趙新祥 申請人:山東魯抗立科藥物化學有限公司