大网均孔结构，比表面积>1000m2/g
吸附分离高分子材料
22
3、吸附树脂的主要品种
按照高分子主链的化学结构，主要有： 聚苯乙烯型 聚丙烯酸酯型 其他类型
吸附分离高分子材料
23
（1）聚苯乙烯型
优点： 80%以上吸附树脂为聚苯乙烯型 最早工业化 苯环邻对位具有活性，便于改性 缺点： 机械强度不高 抗冲击性和耐热性较差
关键技术 成球技术 成孔技术
吸附分离高分子材料
7
1、吸附树脂的成球技术
重要 悬浮聚合 方法 反向悬浮聚合
疏水性单体的悬浮聚合 含极性基团的取代烯烃单体的悬浮聚合 水溶性单体的悬浮缩聚 线形高分子的悬浮交联成球反应
吸附分离高分子材料
8
（1）疏水性单体的悬浮聚合
单体不含极性基团，如苯乙烯和二乙 烯基苯（交联剂）。 通过悬浮聚合直接成球 球体的直径和分散性通过调节分散剂 的类型与加入量、搅拌速度等控制
单体 交联剂 致孔剂 水
液体石蜡 分散剂
预聚物
油相
悬浮 缩聚
固化 吸附分 成球 离材料
吸附分离高分子材料
13
（4） 线形高分子的悬浮交联成球反应 水溶性高分子 反相悬浮交联
油溶性高分子 缺点：
正相悬浮交联
高分子化合物作为反应物，成本较高
主要用于天然高分子，如壳聚糖用戊二醛交
联成球，葡聚糖采用环氧氯丙烷交联
中极性吸附树脂
分子结构中存在酯基等极性基团，具有一定的 极性。如交联聚丙烯酸甲酯、交联聚甲基丙烯
酸甲酯及丙烯酸与苯乙烯的共聚物等
强极性吸附树脂
含有极性较强的极性基团，如吡啶基、氨基等。
亚砜类、聚丙烯酰胺类、脲醛树脂类
吸附分离高分子材料
6
二、吸附树脂的制备技术及主要品种
结构特点 球形颗粒，直径0.1-1.0 mm 高度交联，溶胀不溶解 多孔性，有足够的吸附面积 机械强度，力学性能 粒径越小、越均匀，吸附性 能越好
BPO
纯水（5倍体积） 明胶（w10%）
搅拌 45℃溶解
水相
80℃ 2h
缓慢 95 ℃
过滤 水洗
乙醇洗 多孔吸附树脂
比表面积600m2/g
吸附分离高分子材料
17
常用的致孔剂：水、甲苯、烷烃、脂肪醇、 脂肪酸、汽油、煤油、液体石蜡等 混合溶剂：癸烷/甲苯、辛烷/甲苯、己烷/甲 苯、丁酮/甲苯
改变交联密度 致孔剂用量 致孔剂种类 引入功能基团
悬浮聚合合成球形材料
为减少单体在 水中的溶解度
在水相中加入食盐
在油相中加入非极性溶剂
AIBN
吸附分离高分子材料
11
交联剂： 二乙烯基苯：与单体聚合速率差异大，交联不均 三聚异氰酸烯丙酯: 双甲基丙烯酸乙二酯: 三甲基丙烯酸甘油酯:
吸附分离高分子材料
12
（3）水溶性单体的悬浮缩聚
反相悬浮缩聚：单体为水溶性,反应相为水相， 介质为粘度较高、密度较大、化学惰性的有机 液体，如氯苯、液体石蜡、四氯化碳等
15
（1） 惰性溶剂致孔
惰性溶剂致孔是在聚合过程实现的
要求： 不参与聚合反应 聚合前加入到单体相 能与单体互溶 聚合后留在聚合物球粒中 沸点高于聚合温度 蒸馏、溶剂提取、冻干除
去
溶剂占据的空间成为聚合物中的孔
ห้องสมุดไป่ตู้
吸附分离高分子材料
16
实例
二乙烯基苯
甲苯
搅拌溶解 油相
汽油
1:1.5:0.5:0.01
吸附分离高分子材料
3
吸附分离高分子材料的分类
无机吸附剂
按化学 高分子吸附剂
吸 附 分 离 高 分
结构分
碳质吸附剂 离子交换剂
阳离子 阴离子
化学吸附 螯合剂
两性离子
可再生高分子试剂和催化剂
按吸附 物理吸附 机理分
非极性 中极性 强极性
子 材
亲和吸附
免疫 仿生
料 按形态 球形树脂（大孔、凝胶、大网）
与孔结 离子交换纤维与吸附性纤维
高比表面积、 极性的大孔吸 附树脂
吸附分离高分子材料
18
（2） 线形高分子致孔
线形高分子促进相分离的发生 常用的有：PS、PVAc、聚丙烯酸酯类
聚合前，加入到单体相，单体是线形高分 子的溶剂 聚合时，随单体消失而卷曲成团 聚合后，溶剂抽提除去
可得到大孔树脂
吸附分离高分子材料
19
优点：合成树脂具有特大孔 缺点：比表面积较小 解决方法：可以与惰性溶剂混 用增加小孔的比例提高比表面积
吸附分离高分子材料
9
实例
二乙烯基苯
甲苯
搅拌溶解 油相
汽油
1:1.5:0.5:0.01
BPO
纯水（5倍体积） 明胶（w10%）
搅拌 45℃溶解
水相
80℃ 2h
缓慢 95 ℃
过滤 水洗
乙醇洗 多孔吸附树脂
比表面积600m2/g
吸附分离高分子材料
10
（2）含极性基团的取代烯烃单体的悬浮聚合 烯类单体含极性基团，如丙烯酸甲酯、 甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、醋酸乙烯酯、 丙烯酰胺，与水有一定的亲合性
构分
无定形颗粒吸附剂 吸附分离高分子材料
4
2.1 吸附树脂
一、吸附树脂的分类
定义: 多孔性的、高度交联的高分子共聚物。 特点：较大的比表面积、适当的孔径 作用力：物理作用，范德华力、偶极-偶极相
互作用、氢键
吸附分离高分子材料
5
通常按其化学结构分类
非极性吸附树脂
树脂中电荷分布均匀，不存在正负电荷相对集中的 极性基团。由苯乙烯和二乙烯基苯聚合而成。
线形高分子的分子量
形成大孔的能力
吸附分离高分子材料
20
（3） 后交联成孔
悬浮聚合制备大孔树脂的缺点： 交联结构不均匀 机械强度欠佳 孔结构分散性较大
高比表面积吸附树脂通常采用后交联法，即：
先制备低交联度或线形高分子，然后将其进
行化学反应达到所需交联度。
吸附分离高分子材料
21
苯乙烯、二乙烯基苯，悬浮聚合，制成凝 胶（不加致孔剂）或多孔性的低交联度 （<1%）共聚物 用氯甲醚进行氯甲基化反应（傅-克反应） 自交联
优点：
交联密度均匀
孔结构分散性好
吸附分离高分子材料
14
2、吸附树脂的成孔技术
要使吸附树脂有足够的吸附容量，必须在使用 状态下有较高的比表面积。
提高比 表面积
提高吸 附容量
大量微孔
成孔 技术
孔的形成及孔径大小
孔径分布 孔隙率的控制
成孔 方法
惰性溶剂致孔 线形高分子致孔 后交联成孔
吸附分离高分子材料
吸附分离高分子材料
吸附树脂 # *
主 离子交换树脂 # * 要 内 螯合树脂 容
高吸水性树脂
高分子絮凝剂
吸附分离高分子材料
2
吸附分离功能高分子是利用高分子材料 与被吸附物质之间的物理或化学作用， 使两者之间发生暂时或永久性结合，进 而发挥各种功效的材料。
发展最早、应用最普遍 被广泛用于物质的分离与提纯