1.一种可同步调控机械强度及交换容量的丙烯酸系强碱阴离子交换树脂,其特征在于,所述树脂骨架的结构中包括 所示的结构单元,其中A为含有季铵盐的基团,基团A为以下6种基团中的任意一种:其中R1,R2,R3,R4,R5分别独立的选自C1~4烷基或羟基取代的C1~4烷基;其中基团A中的n为0、1,2,3、4、5或者6;X代表Cl、Br、I或OH。
2.根据权利要求1所述的可同步调控机械强度及交换容量的丙烯酸系强碱阴离子交换树脂,其特征在于,所述R1,R2,R3,R4,R5分别独立的选自甲基或乙基。
3.根据权利要求1所述的可同步调控机械强度及交换容量的丙烯酸系强碱阴离子交换树脂,其特征在于,所述丙烯酸系强碱阴离子交换树脂,其粒径为100~600μm,强碱交换量为2.0~4.5mmol/g,含水率为46~68%,磨后圆球率为80~99.9%,湿真密度1.1~1.3g/mL,在20℃纯水中的沉降速率为50~90m/h。
4.一种权利要求1所述的可同步调控机械强度及交换容量的丙烯酸系强碱阴离子交换树脂的制备方法,包括:利用丙烯酸系单体反应物、致孔剂、引发剂组成油相,所述丙烯酸系单体反应物包括单体和交联剂,或者仅包括交联剂,在搅拌作用下与含分散剂的水相混合均匀,升温进行悬浮聚合,形成高交联的树脂球体,聚合反应后的树脂球体通过控制胺酯交换的胺化反应过程对树脂的机械强度和交换容量进行同步调控,胺化反应后的树脂进一步经过烷基化反应形成季铵盐基团,最终制备出可同步调控机械强度及交换容量的丙烯酸系强碱阴离子交换树脂。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述可同步调控机械强度及交换容量的丙烯酸系强碱阴离子交换树脂的制备方法,优选具体包括以下步骤:(1)将含有丙烯酸系单体反应物、致孔剂和引发剂的油相加入到溶解有分散剂的水相中,搅拌反应,反应完成后的球体经抽提或清洗后晾干;
(2)将步骤(1)所得树脂球体用乙二胺、N,N‑二甲基丙二胺、N,N‑二甲基丁二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或几种进行胺化;
(3)将步骤(2)胺化后的树脂清洗后烘干;
(4)将步骤(3)得到的树脂球体在碱性溶液中与烷基化试剂反应即可得到可同步调控机械强度及交换容量的丙烯酸系强碱阴离子交换树脂。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中单体反应物包括单体和交联剂,其总质量与致孔剂的重量比为1:0.1~1:1.5,单体反应物中单体与交联剂的重量比为(0~0.2):1。
7.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中单体反应物中单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种;交联剂选自乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二乙基二烯丙基酯、三甲基丙烯酸(三羟甲基丙基)酯、二乙烯苯中的一种或几种,所述交联剂中包括乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二乙基二烯丙基酯和三甲基丙烯酸(三羟甲基丙基)酯中的至少一种,其三者中的一种或者几种的总质量占交联剂总质量的90%以上,所述交联剂中还可以包括二乙烯苯,其质量占交联剂中总质量0‑10%;所述致孔剂为甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、200#溶剂油、异丙醇、正丁醇、液蜡、正庚烷、正辛烷、异辛烷、正癸烷中的一种或几种;所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中的一种或两种。
8.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中搅拌反应的搅拌速度为100~350rpm,温度控制在50~80℃,反应2~8小时后于85~95℃下保温4~15小时。
9.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中将步骤(1)所得树脂球体用
1~8倍于树脂质量的乙二胺、N,N‑二甲基丙二胺、N,N‑二甲基丁二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或几种在120~260℃下胺化6~30小时。
10.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤(4)中烷基化试剂选自氯甲烷、氯乙烷、溴甲烷、溴乙烷、碘甲烷、碘乙烷的一种或几种,烷基化试剂与树脂的的重量比为1:
1~8:1,在40~120℃反应2~48小时。