乙烯基磺酸盐苯乙烯系树脂的新合成工艺研究(4)
这两种树脂典型的反应如下：（R代表母体）[4]
(1)强酸树脂相当于硫酸的一元酸：
R-SO3H + NaOH ↔ R-SO3Na + H2O
R-SO3H + NaCl ↔ R-SO3Na + HCl
2R-SO3H ＋Ca2+ →(R-SO3）2Ca＋2H+
(2)弱酸树脂相当于羧酸：
R-CO2H + NaOH ↔ R-CO2Na + H2O
2RCO2Na + CaCl2 ↔ (RCO2)2Ca + 2NaCl
由于强酸型阳离子交换树脂的解离能力很强，所以在任何酸性或碱性溶液中均能解离和产生离子交换作用，其作用pH范围介于1~14。反之，弱酸性阳离子交换树脂的解离能力很弱，只能在弱酸性至碱性溶液中解离和产生离子交换作用，其作用pH范围仅介于5~14。
品质优良的离子交换树脂必须具有以下特点[5]：
1、有一定的、比较均匀的粒度和规整的几何外形（动力学性能）。
2、有较高的交换容量。
3、有较快的离子交换速度。
4、有较好的化学稳定性和热稳定性。
5、有较好的机械强度和抗摩擦性能。
6、有较好的抗有机物污染性能和再生性能。
因为有如此多的优点，阳离子交换树脂应用极其广泛。主要用于硬水软化、脱盐水、纯水和高纯水的制备，也用于催化剂和脱水剂，以及湿法冶金、分离提纯稀有元素、食品、制药、制糖，工业也用于湿法冶金提取钨、钼、钒、稀土等和其他稀有元素分离，以及作为酯化反应的合成酯类精细产品和脱水剂等。在环保领域处理废水并回收其中的金、银、铜、铬、钯等贵金属，在植物提取和生化提取行业用于脱色、分离、精制等工序，还用于抗生素提取和分析化学中测试铜、锌、铝、钛、稀土元素等。
1.3 强酸型交换树脂的应用与发展
强酸型阳离子交换树脂是离子交换树脂中的一大类产品，其中苯乙烯系强酸型阳离子交换树脂由于其交换速度快、机械强度及化学稳定性高等优点，在阳离子交换树脂中占90%以上[6]。
强酸型离子交换树脂应用领域广泛，而且用量较大，是一种很重要的离子交换物质。苯乙烯系磺酸盐作为催化剂应用最为广泛，而且与其他催化剂相比有很多的独特的优点。
强酸型阳离子交换树脂作为固体酸催化剂可用来代替硫酸、盐酸等均相酸催化剂，广泛应用于石油化工、精细化工和制药工业等领域，诸如烯烃水合、醚类水解、酯化、醚化、缩合及芳烃烷基化等。作为催化剂， 其特点是：( 1) 催化剂容易与反应物分离；( 2) 产物纯度要比均相催化过程的高；( 3) 能够连续进行操作；( 4) 对设备腐蚀性小。（5）简化生产流程，减少反应时间。
树脂作为催化剂避免了酸碱催化剂使用后需进行中和、洗涤、蒸馏等后处理程序，也避免了废酸对环境的污染。但是，树指作为催化剂普遍存在的不足之处是耐温性能差。不能满足一些中温反应过程的要求。
强酸型阳离子树脂还应用于重金属的水处理领域，脱除吸附于其他物质上的盐，对其进行分离及纯化，农业，生物、医药、食品等各方面。
随着研究工作的不断深入和生产技术水平的不断提高，树脂的产品种类不断增加、质量性能不断提升，其应用范围也会越来越广泛，市场前景将非常广阔。
1.4 阳离子交换树脂的合成工艺综述
阳离子交换树脂的生产方法一般有两种：
（1）由单体与交联剂（多为二乙烯苯）进行悬浮共聚，制成交联共聚体，再引入功能基；
（2）用带功能基团单位与交联剂进行聚合，直接得到离子交换树脂。
聚合的方法一般为（1）本体聚合法制备工艺；（2）悬浮聚合法制备工艺；（3）乳液聚合法制备工艺。
强酸型阳离子交换树脂，一般是由苯乙烯和二乙烯基苯（DVB)共聚，再经磺化制得。共聚反应是将单体悬浮分散于水中进行的，常用的分散剂为聚乙烯醇或明胶。引发剂多用过氧化苯甲酰（BPO）。磺化反应是以适量的二氯乙烷、硝基苯或多氯乙烷、多氯乙烯作溶胀剂，在浓硫酸中进行。氯磺酸、三氧化硫也可用于磺化反应。