侧链含介晶基团螯合树脂的制备及吸附性能研究

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1、摘要螫合树脂是～类含有配位基团的功能高分子材料，已广泛用于冶会、无机、废水处理、海洋化学等。聚乙烯亚胺(PEI)是一种非常好的重金属离子捕集剂，但存在着易溶于酸，质软，难成形以及易流失等缺点。于是在螯合树脂的配位原子上连接一些体积较大的介晶基团，使聚乙烯亚胺有一定的硬度和形状。本论文分别用47一甲氧基一4一羟基联苯、4一羟基联苯作为介晶基团与PEI进行反应，合成了五种侧链含介晶基团的螯合树脂。研究了合成反应的条件，并提出了不同的合成路线，探讨了不同的反应条件对聚合物反应取代度的影响。用IR手段区分了五种不同结构的聚合物，用1HNMR

2、验证结构的同时计算了侧链在N—H键上的取代度。DSC测试结果显示PN6I--88，PN4I--89，PN6II--74型产物具有双向性液晶性能，且热稳定性比较好，表明联苯衍生物是好的介晶基团。同时PN2—91和PN4—77存在某种中间相态。液晶相的清亮点温度Ti随着间隔基长度的增加而减小。介晶基团的含量以及介晶基团本身的液晶行为对液晶高分子的液晶行为影响较大。偏光显微镜照片证实了这一类聚合物在升温和降温的过程中都有织构出现，PNfI--88，PN4I--89，PN6II--74都是双向性液晶高分子，并且出现的是典型的向列相织构，PN

3、21--91和PN4I一77出现了一种非典型织构。x射线衍射曲线图上五种聚合物在0=200左右都有尖锐的衍射峰，表明这些聚合物都存在晶性。其中PN4II--76比较特殊，它在XRD图上显示的是结晶性的物质，但是在DSC图谱是却没有观察到结晶熔融峰的出现，原因可能是主链PEI上存在H键，而使PN4II--76形成了一种比较稳定的特殊的结构。采用静态吸附法，用合成的五种树脂对Hg(II)、Cd(II)、co(II)、Cu(II)、zn(II)、Cr(111)、Pb(II)进行了吸附性能的研究。结果表明五种树脂对Ha(II)、Pb(II)

4、、Cd(II)、Cu(11)的吸附性能都很好，而对Co(Ⅱ)和Zn(11)这种离子的吸附能力较差。其中PN4I一77对Pb(II)离子的吸附选择性非常好，通过XRD分析，发现生成了PbCO，。将淬火后的树脂与淬火前的树脂对金属离子的吸附性能研究作对比实验，结果显示，淬火后的树脂聚集态结构有序性的提高有助于提高对金属离子的吸附能力。关键词：聚乙烯亚胺，液晶高分子，螯合树脂，吸附AbstractChelatingresinsiswidelyusedinthefieldsofmetallary,inorganic，wastewateran

5、dmarinechemistry,etc．eoly(ethyleneimine)(PEI)hasagoodgeneralcomplexingpropertyfortransitionmetalionsbutshonforitsnoshapeandeasytoflow．Branchedwithrigidsideunits，PEIishardnessandshape，hardt6flow．4-hydroxy一4‘-methoxybiphenyland4-hydroxybiphenylwereusedinthispaperasmesoge

6、nicsidegroupsandreactedwithPEI．FivekindofresinsweresynthesizedanddiSCUSsedtheaffectsofreactions．IRand1HNMRwereusedtocharacterizethedifferentstructure，thebranchingdegreeofthemesogenicsidegroupsonN—HunitsofPElwerealsocalculatedfrom1HNMR．DSCanalysesshowthatPN6I-88．PN4I一89

7、，PN6II一74showbitropicphasebehaviorandgreatthermostability．PN4I-77andPN2I．91showsomemesophase．Thespacerinfluencesthemesophasebehaviour．Thelongerofthespacer’theloweroftheisotropisationtransitiontemperature(Ti)is．Thecontentofrnesogenicunitsalsoaffectthebehaviourofliquidcr

8、ystals．Thetexturewasobservedfrompolarizingmicroscopyindicatethattheliquidcrystalpolymerhastheschlierentexture．Allpoly