树脂氯甲基化

A. 白球的化工中

polystyrene-DVE聚苯乙烯-二乙烯苯型共聚物，俗称白球。系由苯乙烯和二乙烯苯经悬浮共聚反应而成的高分子有机化合物。它具有特殊的三维网状结构，聚苯乙烯形成链状高分子，二乙烯苯作为交联剂，在聚合链之间起搭桥作用。聚苯乙烯-二乙烯苯型共聚物为聚苯乙烯-二乙烯苯型离子交换树脂的高分子骨架，再经氯甲基化反应和胺化反应，即可制得苯乙烯系季铵型强碱性阴离子交换树脂。

B. 苯与甲醛在ZnCl2,HCl作用下产物及原因

先在ZnCl₂的催化下，发生苯环的烷基化反应，生成苄醇。苄醇上的羟基在ZnCl₂和HCl的存在下继续被转化成氯代。也就是说，这个反应生成的是氯化苄。这个反应又叫氯甲基化反应。

具有强还原性，尤其是在碱性溶液中，还原能力更强。能燃烧，蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限7%-73%（体积）。燃点约300℃。

可由甲醇在银、铜等金属催化下脱氢或氧化制得，也可从烃类的氧化产物中分出。可作为酚醛树脂、脲醛树脂、维纶、乌洛托品、季戊四醇、染料、农药和消毒剂等的原料。

工业甲醛溶液一般含37%甲醛和15%甲醇，作阻聚剂，沸点101℃。

2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中，将甲醛放在一类致癌物列表中。

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物理性质

碳原子以三个sp2杂化轨道形成三个σ键。其中一个是和氧形成一个σ键。这三个键在同一平面上。碳原子的一个p轨道和氧的一个p轨道彼此重叠起来形成一个π键，与三个σ键所成的平面垂直。键角∠HCH=111.5°，∠HCO=121.8°。键长：碳氢键：120.3pm、碳氧双键：110pm。偶极矩7.56×10-3ºC·m。

为无色水溶液或气体，有刺激性气味。易溶于水和乙醚，水溶液浓度最高可达55%，pH值：2.8~4.0.，能与水、乙醇、丙酮等有机溶剂按任意比例混溶。液体在较冷时久贮易混浊，在低温时则形成三聚甲醛沉淀。蒸发时有一部分甲醛逸出，但多数变成三聚甲醛。该品为强还原剂，在微量碱性时还原性更强。在空气中能缓慢氧化成甲酸。

C. 什么东西含甲醛

含有甲醛的东西：

1、纺织物中的甲醛

甲醛在纤维制品中，主要用于染色助剂以及提高防皱、防缩效果的树脂整理剂。用甲醛印染助剂比较多的是纯棉纺织品，市售的“纯棉防皱”服装或免烫衬衫，大都使用了含甲醛的助剂，穿着时可能释放出甲醛。

童装中的甲醛主要来自保持童装颜色的鲜艳美观的染料和助剂产品，以及服装印花中所使用的粘合剂。因此，浓艳和印花的服装一般甲醛含量偏高，而素色服装和无印花图案童装甲醛含量则较低。

2、食品中的甲醛

存在于水发食品中。由于甲醛可以保持水发食品表面色泽光亮，可以增加韧性和脆感，改善口感，还可以防腐，如果用它来浸泡海产品，可以固定海鲜形态，保持鱼类色泽。市场上已经检出甲醛的水发食品主要有：鸭掌、牛百叶、虾仁、海参、鱼肚、鲳鱼、章鱼、墨鱼、带鱼、鱿鱼头、蹄筋、海蛰、田螺肉、墨鱼仔等，其中虾仁、海参和鱿鱼中的甲醛含量较高。

存在于面食、蘑菇或豆制品中。甲醛可以增白，改变色泽，故甲醛常被不法商贩用来熏蒸或直接加入到面食、蘑菇或豆制品中。已经检出甲醛的有关食品有：香菇、花菇、米粉、粉丝、腐竹等。
室内空气中的甲醛

3、家庭空气中的甲醛

用作室内装饰的胶合板、细木工板、中密度纤维板和刨花板等人造板材。生产人造板使用的胶粘剂以甲醛为主要成分，板材中残留的和未参与反应的甲醛会逐渐向周围环境释放，是形成室内空气中甲醛的主体。

用人造板制造的家具。一些厂家为了追求利润，使用不合格的板材，或者在粘接贴面材料时使用劣质胶水，板材与胶水中的甲醛严重超标。

含有甲醛成分并有可能向外界散发的其他各类装饰材料，如贴墙布、贴墙纸、化纤地毯、油漆和涂料等。

4、化学用品中的甲醛

甲醛可来自化妆品、清洁剂、杀虫剂、消毒剂、防腐剂、印刷油墨、纸张等。

5、生成的甲醛

泡沫板条作房屋防热、御寒与绝缘材料时，在光与热的作用下，泡沫老化、变质产生合成物而释放甲醛。

烃类经光化合作用能生成甲醛气体，有机物经生化反应也能生成甲醛，在燃烧废气中也含有大量的甲醛，如每燃烧1000L汽油可生成7kg甲醛气体，甚至点燃一支香烟也有0.17mg甲醛气体生成。

6、汽车中的甲醛

甲醛还来自于车椅座套、坐垫和车顶内衬等车内装饰装修材料，以新车甲醛释放量最突出。

7、空气污染中的甲醛

甲醛也来自室外空气的污染，如工业废气、汽车尾气、光化学烟雾等在一定程度上均可排放或产生一定量的甲醛。

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类似的甲醛衍生物：

1、树脂

树脂通常是指受热后有软化或熔融范围，软化时在外力作用下有流动倾向，常温下是固态、半固态，有时也可以是液态的有机聚合物。广义地讲，可以作为塑料制品加工原料的任何高分子化合物都称为树脂。

2、多聚甲醛

白色无定形粉末。有甲醛气味。系甲醛的线形聚合物。无固定熔点， 加热则分解。熔点120～170℃。易溶于热水 并放出甲醛，缓溶于冷水，能溶于苛性碱及碱金属碳酸盐溶液，不溶于醇和醚，其高度聚合物不溶于 水。

可发生类似甲醛的反应，如氯甲基化，与醇形成缩醛等。用于合成树脂、粘合剂、医药、杀菌剂、杀虫剂、消毒剂等。

D. 什么叫离子交换树脂

什么是离子交换树脂？

离子交换是一种可逆的化学反应，其中从溶液中除去溶解的离子并用相同或类似电荷的其他离子替换。离子交换树脂本身不是化学反应物，而是促进离子交换反应的物理介质。树脂本身由形成烃网络的有机聚合物组成。整个聚合物基质是离子交换位点，其中带正电离子（阳离子）或带负电离子（阴离子）的所谓“官能团”固定在聚合物网络上。这些官能团容易吸引相反电荷的离子。

离子交换树脂基质通过在称为聚合的过程中使烃链彼此交联而形成。交联使树脂聚合物具有更强，更有弹性的结构和更大的容量（按体积计）。虽然大多数IX树脂的化学组成是聚苯乙烯，但某些类型是由丙烯酸（丙烯腈或丙烯酸甲酯）制造的。然后树脂聚合物经历一种或多种化学处理以将官能团结合到位于整个基质中的离子交换位点。这些官能团赋予离子交换树脂其分离能力，并且从一种树脂到下一种树脂会有很大差异。最常见的成分包括：

1.强酸阳离子交换树脂

由聚苯乙烯基质和磺酸盐（SO 3 -）官能团组成，其中带有钠离子（Na 2+）用于软化应用，或氢离子（H +）用于脱矿质

2.弱酸阳离子交换树脂

树脂由丙烯酸聚合物组成，该聚合物已用硫酸或苛性钠水解以产生羧酸官能团。由于它们对氢离子（H +）的高亲和力，弱酸阳离子交换树脂通常用于选择性地除去与碱度相关的阳离子。

3.强碱阴离子交换树脂

通常由经过氯甲基化和胺化的聚苯乙烯基质组成，以将阴离子固定到交换位点。1型强碱阴离子交换树脂是通过应用三甲胺生产的，其产生氯离子（Cl -），而2型强碱阴离子交换树脂通过应用二甲基乙醇胺生产，其产生氢氧根离子（OH -）。

4.弱碱阴离子交换树脂

通常由经过氯甲基化的聚苯乙烯基质组成，然后用二甲胺胺化。弱碱阴离子交换树脂

的独特之处在于它们不具有可交换的离子，因此用作酸吸收剂以除去与强无机酸相关的阴离子。

5.螯合树脂

螯合树脂是最常见的特种树脂类型，用于选择性去除某些金属和其他物质。在大多数情况下，树脂基质由聚苯乙烯组成，尽管多种物质用于官能团，包括硫醇，三乙基铵和氨基膦等。

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E. 离子交换树脂的工艺特性

阴阳离子交换树脂工作原理：

离子交换是带电粒子或离子的可逆交换与相同电荷的交换。当存在于不溶性阴阳离子交换树脂树脂基质上的离子有效地与周围溶液中存在的类似电荷的离子交换位置时，​​会发生这种情况。
阴阳离子交换树脂树脂以这种方式起作用，因为它的官能团基本上是固定的离子，它们永久地结合在树脂的聚合物基质中。这些带电离子将容易与相反电荷的离子结合，这些离子通过施加抗衡离子溶液而被输送。这些反离子将继续与官能团结合，直至达到平衡。
在阴阳离子交换树脂循环期间，将待处理的溶液加入阴阳离子交换树脂树脂床中并使其流过珠粒。当溶液移动通过阴阳离子交换树脂树脂时，树脂的官能团吸引溶液中存在的任何抗衡离子。如果官能团对新抗衡离子的亲和力大于已经存在的那些，那么溶液中的离子将移除现有的离子并取代它们，通过共享的静电吸引力与官能团结合。通常，离子的尺寸和/或价数越大，其与相反电荷的离子的亲和力就越大。

让我们将这些概念应用于典型的阴阳离子交换树脂水软化系统。在该实施例中，软化机理由阳离子交换树脂组成，其中磺酸根阴离子（SO 3 -）官能团固定在阴阳离子交换树脂树脂基质上。然后将含有钠阳离子（Na +）的抗衡离子溶液施加到树脂上。通过静电吸引将Na +保持在固定的SO 3 -阴离子上，在树脂中产生净中性电荷。在活性阴阳离子交换树脂循环期间，将含有硬离子（Ca 2+或Mg 2+）的流加入到阳离子交换树脂中。自SO 3 -官能团对硬度阳离子的亲和力大于对Na +离子的亲和力，硬离子取代Na +离子，然后Na +离子作为处理流的一部分流出阴阳离子交换树脂单元。另一方面，硬度离子（Ca 2+或Mg 2+）由阴阳离子交换树脂树脂保留。
阴阳离子交换树脂成分有哪些？

阴阳离子交换树脂树脂基质通过在称为聚合的过程中使烃链彼此交联而形成。交联使树脂聚合物具有更强，更有弹性的结构和更大的容量（按体积计）。虽然大多数阴阳离子交换树脂树脂的化学组成是聚苯乙烯，但某些类型是由丙烯酸（丙烯腈或丙烯酸甲酯）制造的。然后树脂聚合物经历一种或多种化学处理以将官能团结合到位于整个基质中的离子交换位点。这些官能团赋予阴阳离子交换树脂树脂其分离能力，并且从一种树脂到下一种树脂会有很大差异。最常见的成分包括：
强酸阳离子（SAC）交换树脂
SAC树脂由聚苯乙烯基质和磺酸盐（SO 3 -）官能团组成，其中带有钠离子（Na 2+）用于软化应用，或氢离子（H +）用于脱矿质弱酸阳离子（WAC）交换树脂。WAC树脂由丙烯酸聚合物组成，该聚合物已用硫酸或苛性钠水解以产生羧酸官能团。由于它们对氢离子（H +）的高亲和力，WAC树脂通常用于选择性地除去与碱度相关的阳离子。
强碱阴离子（SBA）交换树脂
SBA树脂通常由经过氯甲基化和胺化的聚苯乙烯基质组成，以将阴离子固定到交换位点。1型SBA树脂是通过应用三甲胺生产的，其产生氯离子（Cl -），而2型SBA树脂通过应用二甲基乙醇胺生产，其产生氢氧根离子（OH -）。
弱碱阴离子（WBA）交换树脂
WBA树脂通常由经过氯甲基化的聚苯乙烯基质组成，然后用二甲胺胺化。WBA树脂的独特之处在于它们不具有可交换的离子，因此用作酸吸收剂以除去与强无机酸相关的阴离子。

螯合树脂
螯合树脂是最常见的特种树脂类型，用于选择性去除某些金属和其他物质。在大多数情况下，树脂基质由聚苯乙烯组成，尽管多种物质用于官能团，包括硫醇，三乙基铵和氨基膦等。