[发明专利]两性木质素磺酸盐多齿螯合树脂生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种造纸行业的废弃物即木质素磺酸盐为原料 生产多齿螯合树脂的方法。

背景技术

螯合树脂是一类能与金属离子螯合形成螯合物的功能高分 子材料。螯合树脂吸附金属离子的机理是树脂上的配位原子(氧、 氮、硫等含有孤对电子的原子)与金属离子发生配位反应，形成 五元环或六元环稳定结构的螯合物分子，而离子交换树脂吸附的 机理是库伦引力作用。因此，与离子交换树脂相比，螯合树脂与 金属离子的结合力强，选择性高和稳定性强等特点。螯合树脂广 泛应用于各种金属离子的回收分离、氨基酸的拆分以及湿法冶 金、公害防治等方面。同时，螯合树脂与金属离子结合形成配合 物后，其力学、热、光、电磁等性能都有所改变，利用这些性质， 可将高分子螯合物制成耐高温材料、光敏高分子、耐紫外线剂、 抗静电剂、导电材料、粘合剂及表面活性剂等。

高分子螯合树脂制备方法多种多样，但主要有两种合成途 径，一种是含有螯合配体的单体聚合而成，另一种是利用合成的 或天然高分子化合物。通过交联聚合物(如苯乙烯/二乙烯苯树 脂为骨架)连接特殊功能基团构成特定螯合的高分子化合物。

木质素是一种天然的高分子材料，与苯乙烯/二乙烯苯树脂 具有相似的结构，具有许多潜在的反应活性，而且木质素主要来 源于造纸工业废弃物，将木质素进行化学改性后，制备成高附加 值的产品，不仅减小环境污染，对提高企业经济效益具有重要意 义。

关于木质素的改性的报道很多，如通过Mannich反应将有机 胺、氨基酸与木质素酚羟基的邻位反应或木质素在甲醛下聚合， 然后酚羟基与氯乙酸反应制备。如U.S.Pat 3784493、U.S.Pat 4775744、U.S.Pat 3784493和U.S.Pat 2676170等。通过化 学改性，提高了木质素的附加值，扩大了木质素的应用范围，在 农业、石油化工、水泥及混凝土工业、塑料和高分子材料等工业 中有着很广泛的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在于提供一种两性木质素磺酸 盐多齿螯合树脂的生产方法。

解决上述技术问题的技术方案是：本两性木质素磺酸盐多齿 螯合树脂生产方法按如下步骤进行：

A、改性木质素磺酸胺的制备：在反应釜中加入10重量份的 木质素磺酸铵和40～60重量份的水，用4mol/L氢氧化钠调节 pH为10～11，升温至40℃～45℃，加入短链脂肪多胺2～6.3 重量份，缓慢加入37％的甲醛0.7～0.8重量份，20～30分钟加 完，在110℃条件下回流4～8小时，将反应液倒入250重量份 的80℃～90℃水中，搅拌下缓慢加入3mol/L盐酸使木质素磺酸 胺充分析出，此时的pH为2～4，静止放置3小时，离心分离， 先用稀盐酸洗涤后再用水洗涤，50℃鼓风干燥，即得到短链脂肪 多胺甲醛改性的木质素磺酸胺；

B、氯乙酸钠的制备：在搅拌下，将1～3重量份氯乙酸溶于 1重量份的水中，在温度低于15℃的条件下缓慢加入碳酸氢钠溶 液以调节溶液的pH为6.5～7；

C、木质素磺酸盐多齿螯合树脂制取：将质量为1重量份按 步骤A制得的短链脂肪多胺甲醛改性的木质素磺酸胺比20～40 重量份0.1mol/L氢氧化钠溶液一起加入到反应釜中，加热完全 溶解，冷却至室温，再按步骤B制得的全部氯乙酸钠溶液加入到 反应釜中，用NaOH溶液或碳酸钠溶液调节溶液pH值到10，反应 过程中适时补加碱以保持pH值为9～10，反应先升温至65℃的 条件下搅拌2小时，然后升温至110℃回流5～9小时，冷却至 室温，缓慢加入3mol/L盐酸至pH值为1～2，有大量黄褐色絮 状沉淀产生，离心分离，先用稀盐酸洗涤后再用水洗涤，50℃鼓 风干燥，即得到木质素磺酸盐多齿螯合树脂。

所说的短链脂肪多胺为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、 四乙烯五胺中任一种。

本发明的有益效果是制取的两性木质素磺酸盐多齿螯合树 脂比对应的木质素磺酸胺对二价铜离子螯合能力有显著的提高， 对二价铜离子螯合容量最高可达1.31mmol/g。将作为造纸厂废 弃物、环境污染物改性成吸附率高的两性木质素磺酸盐多齿螯合 树脂，对重金属阳离子具有良好的吸附性能，有利于应用到工业 废水的处理等领域，且变废为宝，极大地提高了木质素的附加值。

具体实施方式