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聚苯乙烯磺酸钠阳离子交换树脂_高温磺化_制备浅色高纯树脂的方法

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聚苯乙烯磺酸钠阳离子交换树脂(高温磺化)制备浅色高纯树脂的方法杨　光,　顾　浩3(江苏工业学院分析中心,江苏常州213016)摘　要:聚苯乙烯磺酸钠阳离子交换树脂(SPSR )是降血钾药。

以市售的高于100°C 的高温磺化工艺生产的深棕色SPSR 为原料,经过漂白和净化联合工艺处理,得到了浅色高纯SPSR ,该浅色树脂达到日本药典(第14版)规定的药用SPSR 标准。

关键词:聚苯乙烯磺酸钠阳离子交换树脂;药用阳离子交换树脂;浅色树脂;高纯;制备中图分类号:TQ 325.2;TQ 460.6 文献标志码:B 文章编号:036726358(2009)1120649203Met hod for t he Preparation of Lighted Colored Sodium Polyst yrene Sulfonate Cation 2ion 2exchange Resin of High Purit y Sulfonated at High Temperat ureYAN G Guang ,　GU Hao 3(A nal ysis Center ,J iangsu Pol ytechnic Universit y ,J iangsu Changz hou 213016,Chi na )Abstract :Sodium polystyrene sulfonate ion 2exchange resin (SPSR )is a medicine used as lowering kaliemia.U sing commercial dark colored sodium polystyrene sulfonate cation 2ion 2exchange resin prepared by t he conventional p rocess at t he sulfonated temperat ure higher t han 100°C as raw material ,light colored SPSR of high p urity was prepared by t he bleaching 2p urifying combined process.The resin reached t he criterion of medicinal SPSR of J apanese p harmacopoeia (14ed.).K ey w ords :sodium polystyrene sulfonate ion 2exchange resin ;medicinal cation ion 2exchange resin ;light color resin ;high p urity ;preparation收稿日期:2008212227;修回日期:2009208218作者简介:杨　光(1978～),男,重庆人,实验师,硕士,从事分析教学和研究工作。

3联系人:jpu1st @ 。

聚苯乙烯磺酸钠阳离子交换树脂(SPSR )是一种治疗高血钾症的辅助性药物[1,2],借助于SPSR 进行辅助治疗,患者可以延长透析周期、减少透析次数。

既减少了患者的痛苦,也减轻了患者的经济负担。

根据日本药典(第14版)[1]的规定,药用SPSR 的外观应该呈浅黄色,钠含量、钾交换量和它所含的有害杂质:氨、游离苯乙烯、重金属和砷应全面符合该标准。

然而市场上工业级SPSR 商品,外观呈深棕或棕黄色而且它所含的上述有害杂质的量都大于或远大于日本药典(第14版)[1]规定的标准。

前报[324]报道了用市售的经常规磺化工艺(低温～80°C )生产的SPSR 为原料,经过脱除苯乙烯、漂白和净化联合工艺处理,得到了浅色高纯SPSR 。

这种低温磺化工艺生产的SPSR 因为树脂磺化工艺温度低,生产的SPSR 的颜色比高温磺化工艺(>100°C )生产的SPSR 浅,也容易经漂白得到浅色树脂;但是树脂中残留的游离苯乙烯含量高,必须经过脱除游离苯乙烯。

高温磺化工艺生产的SPSR 中残留的游离苯乙烯含量很低,可以省略脱除游离苯乙烯工艺,而且高温磺化工艺可以缩短磺化时间,有利于节能、提高生产能力和降低生产成本。

为此研究市售高温磺化工艺生产的深棕色的SPSR 为原料,经过强化的漂白工艺和净化联合工艺处理,得到达到日本药典(第14版)规定的浅色高纯SPSR 是一项既有经济效益又有社会效益的课题。

国外有生产和供应SPSR 和聚苯乙烯磺酸钙阳・946・第11期化 学 世 界　离子交换树脂两种药用树脂原料的企业,国内仅见到生产钙树脂成药的企业。

经江苏工业学院和江苏省科技查新咨询中心(国家一级科技咨询单位)[5]查新:用市售SPSR作原料经过脱除游离苯乙烯、漂白和净化的联合工艺路线,得到了浅色高纯SPSR的方法,未见文献报导。

在此基础上,镇江市九天化工有限公司委托江苏工业学院开发以工业级SPSR为原料制备浅色高纯SPSR的工艺;为此学院工作人员进行了以工业级SPSR为原料制备浅色高纯SPSR方面系统性的研究工作[3,4,6],在开发工作完成后,镇江市九天化工有限公司生产了该等级的SPSR,制定了企业标准(见表1),在通过了专家组鉴定后,该等级的SPSR被确定为江苏省高新技术产品。

表1　浅色高纯SPSR指标指标名称指标值外观微黄至浅黄色水分/%42～47钠含量/%9.4～11.0钾交换量/g・g-10.110～0.135铵合格苯乙烯/≤1%0.0001重金属(Pb)≤1%0.001砷≤1%0.0001 根据外商要求SPSR的粒度为0.45～0.55mm ≥95%;水分为42%～47%;除水分外,其他指标以无水树脂计(表2、表3相同)。

1　实验部分1.1　实验试剂和仪器1.1.1　试剂:氢氧化钠,ED TA二钠盐二水合物,氯化钠,硝酸,硫酸,盐酸,乙酸均为分析纯;双氧水,次氯酸钠,保险粉,甲脒亚磺酸(FAS)均为工业品。

高温磺化工艺制备的工业级SPSR由镇江市九天化工有限公司提供。

1.1.2　仪器:Waters2010液相色谱(美国Waters 公司)用于测定游离苯乙烯含量:Vista2AX等离子体发射光谱仪(ICP2A ES)(美国Varian公司)用于测定金属元素含量。

SP23520AA PC原子吸收分光光度计(上海光谱仪器有限公司)测定钠和钾含量。

1.2　浅色高纯SPSR的制备1.2.1　先检测游离苯乙烯含量,如不合格,则应先脱除游离苯乙烯,脱除游离苯乙烯的方法可参照文献[3,4],如合格,进行漂白。

正常高温磺化工艺生产的SPSR,游离苯乙烯的含量低于0.0001%。

1.2.2　树脂的漂白在1L烧瓶中装300g树脂后,加入氧化性漂白溶液300mL,放置过夜,加热,搅拌,经过氧化性漂白工艺后,过滤、水洗,反复3～4次(每次用水300mL)。

再进入还原性漂白工艺流程。

在1L烧瓶中装300g树脂,加入还原性漂白溶液300mL,加热,搅拌,反应。

再重复同样的还原性漂白工艺处理树脂1次之后,将树脂装入交换柱(柱长50cm,外直径4～4.5cm;树脂床的高∶直径=12∶1),柱壁上沾附的残留溶液要洗干净,用1000mL水淋洗(树脂间不得存在气泡)。

再进入净化工艺流程。

1.2.3　净化工艺:必须在柱中洗脱铵、重金属和钙、镁金属离子。

在装有300g树脂的柱里,用净化液(0.01 mol/L ED TA钠盐溶液,含6%～8%氯化钠,经用稀NaO H调p H=6.8),用1.2L净化液淋洗,除去铵和杂质金属离子,流速:～0.5cm/min(以下相同)。

从柱上层取样捡测氨,如合格进入下一步,否则重复净化液淋洗。

再用1200mL水洗净柱中的ED TA钠盐溶液。

用水将树脂从柱中冲出,过滤,抽干得成品树脂。

进入检测流程。

1.2.4　测水分,铵,钠含量,钾交换容量,重金属(铅)含量,砷含量(按文献[7]测定水分,其他项目测定方法见文献[1])。

结果见表2。

表2　钠树脂检测结果项目测定值外观浅黄色粒度0.45～0.55mm/%100含水量/%45钠含量/%10.4钾交换容量/g・g-10.130杂质:氨合格苯乙烯/%≤0.0001重金属(铅)/%≤0.001砷/%≤0.00012　结果和讨论2.1　高温磺化的树脂中,游离苯乙烯含量的测定。

表3中列出原料树脂中的游离苯乙烯含量。

由表3知道,高温磺化的树脂中游离苯乙烯的含量低于0.0001%,已经符合文献[1]的标准,因此可以不必进行除游离苯乙烯而直接进入漂白工艺。

2.2　漂白工艺对SPSR颜色的影响・56・化 学 世 界　2009年表3　游离苯乙烯含量的测定结果样品游离苯乙烯含量/%液相色谱峰面积配制标样0.00197393配制标样0.00019894原料树脂2723 从文献[3,4]已知,对于高温磺化工艺制备的深色树脂,应当使用更加强化的漂白工艺才能得到浅色树脂。

如果只用氧化性漂白溶液漂白,当时SPSR颜色可以很浅,但是放置几天后,树脂颜色发红;在先用氧化性漂白溶液漂白后,再重复使用还原性漂白溶液漂白的工艺,SPSR可以长期保持浅色。

结果见表4。

表4　漂白工艺对SPSR颜色的影响漂白工艺当时颜色放置7天后颜色P52A2P52A好发红Na2A2Na2A好发红P52F2F好好P52Y2Y好好 具体工艺:P5:在1L烧瓶中装300g树脂后,加入氧化性漂白溶液300mL(0.3%ED TA二钠盐二水合物, H2O2浓度为5%,再经NaO H调整溶液的p H=10～11),加热至70°C,搅拌2.5h,(可以在1.5h后补加30mL～25%H2O2),经过氧化性漂白工艺后,过滤、水洗,反复洗3～4次(每次用水300mL)。

再进入下一段氧化性漂白工艺流程或还原性漂白工艺流程。

A:树脂300g,加入5%的过氧乙酸300mL,加热至50°C,搅拌1h。

过滤,水洗3～4次。

再进入下一段氧化性漂白工艺流程。

Na:300g树脂,加入氧化性漂白溶液300mL (5%次氯酸钠),浸泡过夜,再加热至40°C,搅拌5～7。

过滤,水洗3～4次。

F:在1L烧瓶中装300g树脂,加入还原性漂白溶液300mL(FAS2.5%,NaO H/FAS=1/2(质量比)),加热至70～75°C,搅拌,敞开烧瓶口,排除硫化氢气体,反应2～2.5h。

倾出水溶液后,水洗,反复3次(每次用水300mL)。

再重复本工艺处理树脂1次。

Y:树脂300g,还原性漂白溶液600mL(保险粉5%,ED TA0.3%),加热至65℃,搅拌1h,过滤,水洗3～4次。

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聚苯乙烯磺酸钠离子交换树脂药物辅料

聚苯乙烯磺酸钠离子交换树脂药物辅料

AMBERLITE™ IRP69药用级阳离子交换树脂（美国药典名：Sodium Polystyrene Sulfonate USP ，中国进口药品注册名：聚苯乙烯磺酸钠）AMBERLITE™ IRP69[1] 药用级离子交换树脂是一种不溶的、强酸性钠型阳离子交换树脂，为干燥细微颗粒。

AMBERLITE IRP69 树脂可用于制药：既可作为活性成分也可作为碱性 （阳离子型） 药物的载体使用。

采用合适的包衣技术，还可用于缓释制剂。

AMBERLITE IRP69 树脂的药物主文件 （DMF ） 已得到美国食品药品监督管理局 （FDA ） 的审核和授权。

在新药申请 （NDA ） 和简略新药申请 （ANDA ） 时我们可根据需要提供由 FDA 出具的该产品 （聚苯乙烯磺酸钠） 的授权书。

同时在许多其它国家使用AMBERLITE IRP 69树脂作为药物辅料或药物原料 （API ） 申报新药时，我们也可以提供类似的帮助。

AMBERLITE IRP69 树脂按照大宗药用化学品现行生产质量管理规范 （cGMP ） 生产。

按照现行《美国药典/国家处方集》 （USP/NF ） 药物测试方法测定，AMBERLITE IRP69 树脂完全符合 USP 聚苯乙烯磺酸钠药物检定标准。

表 1 典型物理性质离子型 钠离子粒径 > 0.075 mm [2] 10.0-25.0 % > 0.150 mm [2] 不超过 1.0 %重金属含量[2] [3] ≤ 10 ppm 钾离子交换能力[2] [3] 110 至 135 mg/g 含水量[2] [3] 不超过 10.0 %铵盐[2] [3] 石蕊试纸呈阴性钠离子含量[2] [3] 9.4 % 至 11.5 %苯乙烯含量[2] 不超过 1 ppm 产品信息法规监管典型物理属性鉴定[1] 使用AMBERLITE 药用级离子交换树脂作为药物配方组分遵循食品、药品和化妆品修正法案。

磺酸树脂制备实验报告(3篇)

磺酸树脂制备实验报告(3篇)

一、实验目的1. 理解磺酸树脂的制备原理和过程。

2. 掌握磺化反应的基本操作和注意事项。

3. 通过实验，制备出具有特定性能的磺酸树脂。

4. 分析实验结果，探讨影响磺酸树脂性能的因素。

二、实验原理磺酸树脂是一种具有离子交换功能的聚合物，主要由聚合物骨架和磺酸基团组成。

其制备原理是通过磺化反应，将磺酸基团引入聚合物骨架中，从而获得具有离子交换功能的磺酸树脂。

本实验采用苯乙烯-二乙烯基苯（SBR）为聚合物骨架，以浓硫酸和发烟硫酸为磺化剂，进行磺化反应。

三、实验材料与仪器实验材料：1. 苯乙烯-二乙烯基苯（SBR）2. 浓硫酸3. 发烟硫酸4. 碳酸氢钠5. 碘化钾6. 氯化钠7. 氢氧化钠8. 水浴锅9. 搅拌器10. 分液漏斗11. 蒸发皿13. 烧瓶14. 酒精灯15. 冷却水16. 精密天平四、实验步骤1. 称量与溶解：称取一定量的SBR，溶解于适量的溶剂中，制备成聚合物溶液。

2. 磺化反应：将溶解好的聚合物溶液倒入烧瓶中，加入适量的浓硫酸和发烟硫酸，进行搅拌。

控制反应温度在60-70℃之间，反应时间为2小时。

3. 中和：反应结束后，将反应液倒入分液漏斗中，加入适量的碳酸氢钠溶液，进行中和反应。

控制pH值在7-8之间。

4. 洗涤：将中和后的反应液倒入烧杯中，用蒸馏水洗涤至中性。

5. 干燥：将洗涤后的磺酸树脂倒入蒸发皿中，在60℃下干燥，直至恒重。

6. 性能测试：将干燥后的磺酸树脂进行性能测试，包括离子交换容量、离子交换速度、稳定性等。

五、实验结果与分析1. 离子交换容量：本实验制备的磺酸树脂离子交换容量为2.5 mmol/g，达到预期目标。

2. 离子交换速度：在一定浓度范围内，磺酸树脂的离子交换速度较快，表明其具有良好的离子交换性能。

3. 稳定性：磺酸树脂在反复使用过程中，离子交换容量和离子交换速度变化较小，表明其具有良好的稳定性。

六、讨论与展望1. 影响因素：本实验中，影响磺酸树脂性能的主要因素包括磺化剂种类、反应时间、反应温度等。

聚苯乙烯磺酸钠粉末 -回复

聚苯乙烯磺酸钠粉末 -回复

聚苯乙烯磺酸钠粉末-回复什么是聚苯乙烯磺酸钠粉末？聚苯乙烯磺酸钠粉末是一种常用的聚合物材料，具有优异的物理性能和热稳定性。

它通常是白色或淡黄色的固体粉末，在水中具有良好的溶解性。

聚苯乙烯磺酸钠粉末常用于制备高性能聚合物材料，如离子交换膜、阻燃材料、抗静电材料等。

它还可以用于制备导电聚合物、电解质膜等。

聚苯乙烯磺酸钠粉末的制备过程聚苯乙烯磺酸钠粉末的制备主要包括以下几个步骤：1. 选择合适的起始材料：通常采用苯乙烯作为起始材料，通过聚合反应将其聚合成聚苯乙烯。

2. 进行磺化反应：将聚苯乙烯溶于合适的溶剂中，并加入磺酸试剂，如浓硫酸。

在适当的反应条件下，进行磺化反应，将苯环上的一个氢原子取代为磺酸基团，得到聚苯乙烯磺酸。

3. 钠化反应：将磺化后的聚苯乙烯与碱性试剂进行反应，通常选择氢氧化钠溶液进行钠化反应。

该反应可以使磺酸基团与钠离子形成离子型材料，得到聚苯乙烯磺酸钠。

4. 过滤、洗涤和干燥：将得到的聚苯乙烯磺酸钠溶液过滤，去除杂质。

然后用适当的溶剂进行洗涤，去除反应余留物和杂质。

最后将洗涤干净的产物进行干燥，得到聚苯乙烯磺酸钠粉末。

聚苯乙烯磺酸钠粉末的应用领域聚苯乙烯磺酸钠粉末具有很多优异的性能，使其在多个领域得到广泛应用。

以下是几个主要应用领域的介绍：1. 离子交换膜：聚苯乙烯磺酸钠粉末可以用于制备离子交换膜，用于电解池、电池、燃料电池等领域。

离子交换膜具有良好的离子导电性能和质子选择性传输能力，可以有效地实现离子的传输和分离。

2. 阻燃材料：聚苯乙烯磺酸钠粉末可以用作阻燃材料的添加剂，用于提高材料的耐火性能。

其磺酸基团可以与阻燃剂和材料中的氧原子发生反应，生成磺酸酐，从而减缓材料的燃烧速度和火焰传播。

3. 抗静电材料：聚苯乙烯磺酸钠粉末可以用于制备抗静电材料，如涂层、薄膜等。

其导电性能使其能够有效地消除静电，减少静电危害。

4. 导电聚合物：聚苯乙烯磺酸钠粉末可以用于制备导电聚合物。

通过控制聚苯乙烯磺酸钠的添加量和分散性，可以得到具有优异导电性能的聚合物材料，用于电子器件、导电材料等领域。

实验十四 阳离子交换树脂的制备

实验十四 阳离子交换树脂的制备

实验十四 阳离子交换树脂的制备前言离子交换树脂是一种聚合物链上含有可电离侧基的高聚物，根据其从聚合物链电离出的离子的电荷，可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。

阳离子交换树脂一般是由苯乙烯和二乙烯苯共聚而得到的交联聚合物，经侧基的苯环的磺化反应得到，一般呈体形网状结构，在溶剂中只能溶胀不能溶解，而高聚物上的可电离基团苯磺酸基能和溶液中的阳离子发生离子交换反应。

实验目的利用大学三年级高分子化学基础实验课程中苯乙烯悬浮聚合所制备的聚苯乙烯粒子进行非均相磺化反应，得到聚乙烯基苯磺酸，也即阳离子交换树脂。

掌握对芳香类聚合物进行非均相磺化反应的原理、方法与步骤；掌握阳离子交换树脂交换当量测定的原理、方法和步骤。

实验原理本实验采用悬浮聚合法先制备苯乙烯和二乙烯苯的交联聚合物，后采用高分子基团反应，在苯环上引入磺酸基团，所得交联聚乙烯基苯磺酸即为阳离子交换树脂。

利用傅立叶变换红外光谱仪测定其磺化前后的化学结构，并测定所得阳离子交换树脂的交换当量。

由两种或两种以上单体参与的聚合称为共聚合，得到的聚合物称为共聚物。

苯乙烯和二乙烯苯通过自由基引发可以形成无规共聚物，而且由于二乙烯苯含有两个乙烯基团，能够形成两个活性中心，或接纳二个其它自由基活性中心而形成交联点，从而形成交联聚合物。

如下图所示：CH2CH CH2CHCH CH2CH2CH CH2CHCH CH CH2CH CH2CHCH CH2CH2CH2CH CH2CHCH.R.2CH CH2CHCH CH2RCH2CH2CH CH2CHCHR其中R.为增长自由基。

所得聚合物为交联结构，在溶剂中不能溶解，只能溶胀。

由于形成的聚合物含有苯环。

所以可以用磺化试剂制取芳香族磺酸，一般的磺化试剂有浓硫酸、发烟硫酸、液体三氧化硫和氯磺酸等，如下图所示：CH2CH CH2CHCH CH2CH2CH2CH CH2CHCHR24CH2CH CH2CHCH CH2RCH2CH2CH CH2CHCHRSO3HSO3HSO3HSO3H所形成的芳香族磺酸有较强的酸性，可用作酸性催化剂，并能与溶液中的离子起交换反应：MSO3-H+Na +Cl -+SO 3-Na+M +HCl其中M 为树脂母体。