专利名称：一种丙烯酸系脱色树脂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及高分子化学领域，具体涉及一种脱色树脂及其制备方法，特别涉及 一种新型双重功能丙烯酸系脱色树脂及其制备方法。
背景技术：
众所周知，色素是本身有颜色并能使其他物质着色的有机化合物，凡是有颜 色的物质都与其化学结构有关，在有色物质的分子结构中一般都含有生色团和助色团 的两种基团。各种色素中生色基团和助色基团一般都含有数量较多的各种极性基团 (如-COOH，-NH2, -OH等)，在工业生产中除了用活性炭脱色外，脱色能力大、可重 复使用的专用脱色树脂已逐步取代活性炭在各个领域发挥重要作用。脱色树脂一般是大 孔离子交换树脂，由于种类和用途都很多，被广泛应用在食品医药行业如中草药有效 成分脱色、氨基酸和生物碱类物质的脱色、糖液脱色、果酸脱色等。离子交换树脂脱色机制是借助于一种特殊的分子间作用力即氢键力(hydrogen bond force),它是一种介于库仑引力和范德华力之间的特殊定向力。这种氢键力是在分 子结构中，当H原子与电负性较强的F、O、N等原子构成共价键时，电子对偏离中心， H原子显正电性，所以有富余的正电荷能吸附另外一个电负性较强的F、O、N等原子， 而形成一种有一定方向性的作用力。与活性炭脱色的机制相似，即脱色树脂对各种色素 中生色基团和助色基团所含有数量较多的各种极性基团，有较强的吸附力，且吸附力与 极性基团的数量多少有关。大孔吡啶基树脂(D280)是专门用于植物提取物中的脱色树脂，D280可用于对 甜菊粗提取物进行脱色，并使甜菊甙的纯度提高。普通离子交换树脂对非解离性分子没 有很好的吸附作用，而大孔型D280由于含有强碱性阴离子交换基团-吡啶基团，溶液中 色素中的酚基等更容易解离成负离子，这样色素负离子由于离子交换而被吸附；此外， 树脂功能基中的氮易与色素分子中的羟基、酚基等形成氢键，同时色素分子的憎水部分 还可以通过范德华力与树脂苯环结合，所以D280对色素的脱除能力较强。而弱碱性阴离 子大孔树脂，由于弱碱功能基团与色素分子的结合能力较弱，造成色素分子在树脂相的 分配较少，故其脱色效果不如强碱性树脂效果好，但是弱碱丙烯酸树脂的使用寿命以及 交换容量却比强碱苯乙烯树脂具有较大优势。离子交换与吸附1992，8⑵140-146报道了离子交换树脂D280虽然脱色 效果好，但树脂吸附的有机物质不易彻底洗脱再生，树脂的抗污染能力不好，影响长期 使用，所以并未在工业化中得到广泛应用。离子交换与吸附2008，24(1) 89-94]报道了乙烯吡啶树脂的合成和应用研 究进展，由于乙烯吡啶与苯乙烯的重要差别只是-N=替代了-C =，并且氮上含有一对 未共用的电子对，并不参与环上的共轭体系，因而乙烯吡啶树脂与苯乙烯系树脂相比具 有更多优点和特定的功能。丙烯酸系离子交换树脂具有交换容量高，抗有机污染性能好等优点，用途广泛，产量仅次于苯乙烯系树脂。这类阴离子交换树脂在生产时不使用毒性较大的氯甲 醚，因而愈来愈受到生产者和使用者的重视，但是该树脂对色素的脱除能力较弱。
发明内容
为解决以上脱色树脂存在的诸多不足之处，本发明的发明人将吡啶基团引入到 聚丙烯酸酯骨架树脂，此树脂再经多乙烯多胺胺解后引入醇羟基，得到同时含叔胺和季 胺的新型离子交换脱色树脂，在保证树脂脱色能力的同时也提高了脱色树脂的抗污染能 力，解决了 D280抗污染能力差的缺陷，并且还可以通过调节白球合成中所用乙烯吡啶单 体的种类和用量以及胺解中多乙烯多胺的种类等来调节树脂的季胺和叔铵的含量，以适 用于对不同物质的脱色。本发明所制备的丙烯酸系脱色树脂，其结构如下所示
权利要求
1. 一种丙烯酸系脱色树脂，其结构如下所示
2.根据权利要求1所述的丙烯酸系脱色树脂，其特征在于其具有强碱树脂和弱碱 树脂的脱色性质。
3.制备如权利要求1所述丙烯酸系脱色树脂的方法，包括如下步骤(1)大孔型低交联树脂白球制备首先将脂肪族不饱和酯类单体和乙烯吡啶单体、交联剂、致孔剂和聚合引发剂在分 散介质中，悬浮聚合得到大孔型低交联树脂白球；(2)胺解及乙基化然后将步骤(1)制备的大孔型低交联树脂白球与多乙烯多胺进行胺解反应，得到含 有酰胺键和伯胺基、仲胺基的亲水性树脂，所得胺解后的树脂与含有醇羟基的卤化物在 碱性条件下反应得到本发明的同时含季胺和叔胺的新型离子交换脱色树脂； 其合成路线如下所述 (1)大孔型低交联树脂白球制备⑵胺解
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的脂肪族不饱和酯类单体选 自丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯或其混合物；所述的交联剂选自二乙烯苯；所述的致孔 剂选自甲苯和汽油；所述的悬浮聚合引发剂选自过氧化苯甲酰；所述的分散剂选自明胶 或聚乙烯醇或羧甲基纤维素。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于大孔型低交联树脂白球制备合成 的反应温度为70-100°C，反应时间为12-18小时；大孔型低交联树脂白球与多乙烯多胺 进行胺解的反应温度为100-180°C，反应时间为8-12小时；所得胺解后树脂与含有乙醇 基的卤代物碱性条件下反应，反应温度为55-85°C，反应时间为12-18小时，碱为氢氧化 钠，重量分数为30% -40%,用量为胺解后树脂用量的100% -160%。
全文摘要
本发明涉及高分子化学领域，具体涉及一种新型丙烯酸系脱色树脂及其制备方法，本发明采用乙烯吡啶单体和脂肪族不饱和酯类单体，以多乙烯基单体为交联剂，在致孔剂存在的条件下悬浮聚合得到白球，所得白球与多乙烯多胺进行胺解反应引入胺基，所得胺球再与含有醇羟基的单体在碱性条件下反应得到新型丙烯酸系离子交换脱色树脂，该树脂同时具有含吡啶基团的强碱树脂以及弱碱树脂的性质，所以所得目标产物在脱色过程中较市售普通强碱或弱碱离子交换树脂，具有功能基含量高、脱色能力强、抗污染能力好、使用寿命长等优点，具有较大的社会和经济效益。
文档编号C08F212/36GK102020745SQ201010532930
公开日2011年4月20日 申请日期2010年11月5日 优先权日2010年11月5日
发明者张振安, 李树英, 毛剑英, 赵新祥 申请人:山东鲁抗立科药物化学有限公司