Сополимер диаминодиэтилакриламида, полиакриловой кислоты, дивинилбензола и этилстирола в качестве сорбента для ксиленолового оранжевого
Патент 2005727
Авторы
Классы МПК
Сополимер диаминодиэтилакриламида, полиакриловой кислоты, дивинилбензола и этилстирола в качестве сорбента для ксиленолового оранжевого
Реферат
Использование: сорбция ксиленолового оранжевого. Сущность изобретения: аминирование сополимера метилакрилата с 3 - 7 мас. % дивинилбензола и 2,7 - 6,4 мас. % этилстирола 80 - 90% -ным водным раствором диэтилентриамина при 130 - 145 С. Получают сополимер структуры где K = 34,1 - 58,6 мол. % , L = 30,7 - 45,5 мол. % , m = 2,1 - 5,1 мол. % , n = 1,9 - 4,6 мол. % .
Изобретение относится к высокомолекулярным сшитым сополимерам и представляет собой сополимер диаминодиэтилакриламида/ полиакриловой кислоты/ дивинилбензола и этилстирола следующей формулы: -CH -CH2- -CH где K = 34,1 - 58,6, L = 30,7 - 45,5, m = 2,1 - 5,1, n = 1,9 - 4,6 мол. % .
Сополимер может быть использован для сорбции ксиленолового оранжевого при очистке сточных вод. Сополимер получают аминированием диэтилентриамином сополимера метилакрилата с дивинилбензолом/ содержащим этилстирол. Известен сополлимер N - дипропионатдииминоэтилакриламида с дивинилбензолом/ имеющий следующую структурную формулу: CH2-CH-C Такой сополимер получают обработкой сополимера акрилонитрила с дивинилбензолом вначале диэтилентриамином, а затем акриловой кислотой, для введения карбоксильных групп. Известный сорбент характеризуется низкой обменной емкостью по ксиленоловому оранжевому (не более 0/01 ммоль/г). Известен полимер представляющий собой сополимер N - диацетаминоэтилакриламида с дивинилбензолом и этилстиролом/ следующей структурной формулы: -CH Такой сополимер является структурным аналогом и получен аминированием 70-72% -ным водным раствором этилендиамина сополимера метилакрилата с дивинилбензолом и этилстиролом с последующим карбоксилированием галоидкислотами. Сополимер имеет низкую сорбцию по ксиленоловому оранжевому. Так при сорбции из раствора с концентрацией красителя 1,510-3 М, сорбция как при соотношении раствор: ионит 100: 1, так и при соотношении 200: 1 составляет 0,003 ммоль/г. Целью изобретения является создание сополимера диаминодиэтилакриламида и полиакриловой кислоты с дивинилбензолом и этилспиролом в качестве сорбента для ксиленолового оранжевого. Поставленная цель достигается аминированием сополимера метилакрилата с 3-7 мас. % дивинилбензола и 2,7-6,4 мас. % этилстирола 80-90% -ным водным раствором диэтилентриамина при 130-145оС в течение 10 ч. Такой сополимер позволяет получить сорбент с высокой сорбционной емкостью к ксиленоловому оранжевому, благодаря пространственно-разделенному расположению амино и карбоксильных групп, причем в своей структуре на 1 карбоксильную группу он содержит 1,5-3,8 аминогрупп, в то время как у структурного аналога на 2 карбоксильные группы приходится 1 аминогруппа. П р и м е р 1. В трехгорлую колбу с мешалкой и обратным холодильником загружают 100 г сополимера метилакрилата с 3% дивинилбензола, 2,7% этилстирола, 300 мл 85% -ного водного раствора диэтилентриамина, смесь выдерживают при температуре 130оС в течение 10 ч. По окончании реакции смесь охлаждают до 30оС, отделяют гранулы, промывают горячей водой до рН 4,5, полученный сополимер имеет соотношение карбоксильных и аминогрупп 1: 2,1 и его состав определяется следующими значениями переменных в общей структурной формуле: K = 44,1, L = 41,3, m = 2,1, n = 1,9 мол. % . Элементный анализ Вычислено, % : C 54,5; H 8,2; O 20,9; N 16,4 Найдено, % : С 52,1; Н 7,5; О 24,6; N 15,8. В ИК-спектре сополимера наблюдаются полосы поглощения: 1550 см-1 и 1660 см-1 - отвечают асимметричным валентным коле- баниям амидной группы - 1710 см-1 отвечает валентным колебаниям карбоксильной группы - С = О. Обменная емкость полученного сополимера при сорбции ксиленолового оранжевого из раствора с концентрацией 1,510-3 М при соотношении раствор: сополимер 100: 1 составляет 0,063 ммоль/г, а при соотношении 200: 1 составляет 0,1 ммоль/г. П р и м е р 2. В трехгорлую колбу с мешалкой и обратным холодильником загружают 100 г сополимера метилакрилата с 5% дивинилбензола и 4,5% этилстирола и добавляют 300 мл 80% водного раствора диэтилентриамина. Смесь выдерживают при температуре 145оС в течение 10 ч. По окончании реакции смесь охлаждают до 30оС, отделяют гранулы и промывают горячей водой до рН 4,5. Готовый продукт имеет соотношение карбоксильных и аминогрупп 1: 2,8, а его состав определяется следующими значениями переменных в общей структуре сополимера, в моль. % : K = 51,0, L = 36,4, m = 3,6, n= 3,2. Элементный анализ Вычислено, % : C 55,36; H 8,48; O 17,24; N 17,87 Найдено, % : C 53,9; H 7,78; O 20,92; N 17,4 В ИК-спектре сополимера наблюдаются полоса поглощения: 1550 см-1 и 1660 см-1 - отвечают асимметричным валентным коле- баниям амидной группы - 1710 см-1 - отвечает валентным колебаниям карбоксильной группы - С = О. Сорбция ксиленолового оранжевого из раствора с концентрацией 1,510-3 М при весовом соотношении раствор: сополимер 100: 1 составляет 0,072 ммоль/г, а при соотношении 200: 1 - 0,078 ммоль/г. П р и м е р 3. В трехгорлую колбу с мешалкой и обратным холодильником загружают 100 г сополимера метилакрилата с 3% дивинилбензола и 2,7% этилстирола и добавляют 300 мл 90% -ного водного раствора диэтилентриамина. Смесь выдерживают при температуре 145оС в течение 10 ч. Полученный отмытый сополимер имеет соотношение карбоксильных групп к аминогруппам 1: 3,8, а его состав определяется следующими значениями переменных в общей структурной формуле, мол. % : K = 58,6, L = 30,7, m = 2,1, n = 1,9. Элементный анализ Вычислено, % : С 54,6; Н 8,7; О 17,1; N 19,6. Найдено, % : С 52,0; Н 8,0; О 23,1; N 16,9. В ИК-спектре сополимера наблюдаются полосы поглощения: 1550 см-1 и 1660 см-1 - отвечают асимметричным валентным коле- баниям амидной группы - 1710 см-1 - отвечает валентным колебаниям карбоксильной группы - С = О. Сорбция ксиленолового оранжевого из раствора с концентрацией 1,510-3 М при соотношении раствор: сополимер 100: 1 составляет 0,057 ммоль/г, а при соотношении 200: (1 - 0,084) ммоль/г. П р и м е р 4. В трехгорлую колбу с мешалкой и обратным холодильником загружают 100 г пористого сополимера метилакрилата с 7% дивинилбензола и 6,4% этилстирола и добавляют 300 мл 85% -ного раствора диэтилентриамина. Смесь выдерживают при температуре 135оС в течение 10 ч. Готовый продукт имеет соотношение карбоксильных и аминогрупп, как 1: 1,5, а его состав определяется следующими значениями переменных в общей структурной формуле, в мольных % : К = 34,1; L = 45,5, m = 5,1, n = 4,6. Элементный анализ Вычислено, % : C 57,1; H 8,0; O 21,7; N 13,2. Найдено, % : C 55,2; H 7,2; O 24,6; N 12,9. В ИК-спектре сополимера наблюдаются полосы поглощения: 1550 см-1 и 1660 см-1 - отвечают валентным колебаниям амидной группы - 1710 см-1 - отвечает ва- лентным колебаниям карбоксильной группы - С = О. Сорбции ксиленолового оранжевого из раствора с концентрацией 1,5 10-3 при соотношении раствор: сополимер 100: 1, составляет 0,034 ммоль/г, при соотношении 200: (2 - 0,069) ммоль/г. (56) Заявка Японии N 63-125505, кл. C 08 F 8/44, опублик. 1988. Авторское свидетельство СССР N 280843, кл. С 08 J 5/20, 1970.Формула изобретения
Сополимер диаминодиэтилакриламида, полиакриловой кислоты, дивинилбензола и этилстирола общей формулы где K = 34,1 - 58,6 мол. % ; L = 30,7 - 45,5 мол. % ; m = 2,1 - 5,1 мол. % ; n = 1,3 - 4,6 мол. % , в качестве сорбента для ксиленолового оранжевого.