聚苯乙烯磺酸钠离子交换树脂的制备方法

技术背景

聚苯乙烯磺酸钠离子交换树脂已广泛用于水的净化、化合物的分离纯化及药物制 剂等多种领域。其中，作为口服缓控释混悬剂的辅料，聚苯乙烯磺酸钠离子交换树脂在国外 已有药用规格辅料提供，如罗门哈斯（Rohm & Haas)和陶氏化学（Dow Chemical)均生产药 用级树脂。

然而，目前国内外聚苯乙烯磺酸钠离子交换树脂的生产，均需使用二氯乙烷为溶 胀剂对聚苯乙烯交联共聚物溶胀后，进行磺化反应，而二氯乙烷为药学中的类溶剂， 对环境和生产操作者的健康都构成较大的威胁。其次，目前生产的树脂粒径多在400〜 2000 μ m范围，需经粉碎方能达到制剂载体所需要的粒径，而粉碎会部分地破坏树脂的结构，并产生新的表面，不利于制剂的稳定。再次，这种大粒径的树脂中常残留较多的苯乙烯 单体和其它杂质。

专利CN1331607公开了一种不存在有机溶胀剂的条件下，通过湿交联共聚物的磺化，制备强酸阳离子交换树脂的方法。但该磺化反应要求在105〜140°C温度下进行，并且 使用大量96〜100%硫酸（4〜8倍共聚重量）。这种高温和高浓度硫酸条件下的磺化不 可避免地会使树脂发生部分老化和氧化。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚苯乙烯磺酸钠离子交换树脂的制备方法，以克服现有技术存在的上述缺陷，满足药物制剂辅料的需要。

本发明的制备方法，包括如下步骤：

(1)共聚物的制备

以苯乙烯（St)为单体、二乙烯苯（DVB)为交联剂、过氧化苯甲酰（BPO)为引发剂、 聚乙烯醇（PVA)为助悬剂、亚甲蓝为水相阻聚剂、水为反应介质，进行悬浮聚合反应，反应时间为4〜12h小时，反应温度为78〜97°C，然后从反应产物中收集共聚物，该共聚物呈球形；

各个组分的重量用量如下：

交联剂二乙烯苯为单体重量的4〜18% ；BPO为单体重量的0. 3〜3% ；

单体与水的重量比为：单体：水=1 ： 2〜1 ： 5 ；

聚乙烯醇在水中的重量浓度为0. 3〜2% ；亚甲蓝在水相中的浓度为5〜50ppm ；

优选的，采用程序升温的方法，进行聚合，包括如下步骤：

将各个组分在400〜700转/分钟的搅拌速度下，78〜82°C保持2〜4小时，然 后升温至88〜92°C并保持2〜3小时，再升温至93〜97°C并保持2〜3小时；搅拌下，冷 却至40〜50°C，然后从反应产物中收集共聚物；

(2)共聚物的磺化

将步骤（1)的共聚物置于氯仿中，室温下溶胀10〜60分钟，然后加入硫酸进行磺化反应，反应温度为60〜95°C，反应时间为4〜12小时，然后从反应产物中收集磺化物，为氢型树脂，然后将氢型树脂与NaOH反应，转变为钠型，再经洗涤、干燥，得到所述聚苯乙烯磺酸钠离子交换树脂；

共聚物与氯仿的重量比为1 ： 0. 5〜1 ： 2 ；

共聚物与硫酸的重量比为1 ： 3〜1 ： 5;

本发明的方法，采用悬浮聚合法制备粒径为20〜100 μ m交联聚苯乙烯球形共聚物；共聚物无需干燥过程，直接以氯仿作溶胀剂，在60〜95°C温度下进行磺化反应并转型为钠型磺化树脂；采用水和乙醇作溶剂进行树脂的纯化，制得聚苯乙烯磺酸钠离子交换树 月旨。采用氯仿代替二氯乙烷作溶胀剂的树脂制备过程，对环境和操作者的健康影响小，反应温度低，所得树脂的粒径小、颜色浅、纯度高、杂质少、符合美国和欧洲药典要求。

具体实施方式

取100g苯乙烯（99. 4wt% )和18g 二乙烯基苯（80. 2wt% )置分液漏斗中，用重量浓度为2% NaOH溶液萃取2〜3次，每次约100g，水洗至中性，得精制的苯乙烯和二乙烯 基苯，加1.2g BPO搅拌溶解。

在1L三口反应瓶中加入500g水和5g PVA，开动搅拌，待PVA溶胀后，加热至 50 士 2°C，使PVA完全溶解，再加入5mg亚甲蓝使完全溶解。然后加入上述精制并溶有BPO的苯乙烯和二乙烯苯，调整搅拌速度使乳滴粒径为100 μ m。加热升温至80士2°C并保持3小 时，然后升温至90士2°C并保持2小时，再升温至95°C并保持2小时。停止加热，继续搅拌 至温度降低至40°C左右。所得树脂用布氏漏斗滤过，85°C热水淋洗除去PVA和BPO的分解 产物，布氏漏斗抽滤，控制树脂的重量含水量在8 %以内。

取上述制得的交联聚苯乙烯共聚物100g置三口瓶中，加100g氯仿，室温下溶胀20 分钟，加300g硫酸，搅拌下加热升温至60士2°C，并保温3小时，再升温至回流（63〜65°C ) 并保温9小时。蒸去氯仿后，停止加热。稍冷后，在搅拌下，将上述磺化反应产物缓缓加入 到约1000ml纯水中，静置，倾去水层，树脂用水洗至近中性，得氢型树脂。

向所得树脂中加入重量浓度为10% NaOH溶液，使体系水相的pH大于12，搅拌反应60分钟。滤过，树脂纯水洗至中性，得聚苯乙烯磺酸钠离子交换树脂。

将上述树脂置三口反应瓶中，加6倍重量的去离子水，搅拌下加热至85士5°C，并保持2小时。稍冷后，滤过。水洗后的树脂置三口反应瓶中，加3倍重量的乙醇（95%)，搅拌下加热回流2小时，稍冷后滤过。乙醇洗涤后的树脂置反应锅中，加5倍重量的纯水，搅 拌下加热至85士5°C，并保持2小时。稍冷后，滤过。树脂置90士5°C的烘箱中干燥至含水 5%左右。

采用欧洲药典标准进行检测，主要结果如表1 ：

表1聚苯乙烯磺酸钠离子交换树脂的性质