Способ получения ионообменных смол

Способ получения ионообменных смол

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<11) 521 288

I (!

1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.07.74 (21) 2041279/05 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.07.76. Бюллетень №26 (51) М. Кл.

С 08 F 212/14

С 08 7 212/34

Тосударственный ноинтет

Совата 1йнннстров СССР во делаи нзоорвтвннй н открытнй (53) УДК

661, 183. 123 (088.8) (45) Дата опубликования описания 21.10.76

{72) Авторы изобретения А. С. Тевлина, Л. Е. Фрумин, Е. Л. Вулах, В. М. Иванова, В. В. Коршак, С. В. Алферова, 10. В. Камнев и А. И. Виатова

Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им. Д. И. Менделеева (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИОН(ЮВМЕННЫХ СМОЛ

Изобретение относится к области синтеза ио-!

Йообменньтх смол, используемых в целях сорбции органических ионов. .Основными типами нонитов в настоящее время являются сильноосновные и сильнокислотные иониты, полученные полимераналогнчнымн превращениями матриц. Строение полимерной матрицы оказывает большое влияние на основные свойства ионообменных смол, такие как селективность, набухаемость, осмотическая стабильность, механическая прочность в набухшем состоянии. В свою очередь, свойства полимерной матрицы в большой степени зависят от природы структурирующего агента. Известны способы получения ионообменных смол иа основе сополнмеров стирола и дру-. гих моновннильных соединений с дивннилбензолом.

Однако получаемые иониты обладают низкой регулярностью отроения полимерной матрицы и низкой сорбционной способностью по отношению к органическим ионам высокого молекулярного веса.

Известен способ получения ионообменных смол путем полнмераналогичных превращений полимеров, полученных на основе стирола и диизо- I

2 пропенилбенэола. Такие сополимеры обладают высокой регулярностью строения полймерной мат. рицы. Иониты на их основе имеют ряд преимуществ по сравнению с аналогичными ионитами, полученными на основе сополимеров стирола с индивидуальными изомерами дивинилбвнэола. Они способны сорбнровать органические ионы молекулярного веса 60000 — 100000,: например инсулин, гепарин (емкость по инсулину 100 — 110 мг/г для

10 катионитов и,по гепарину 50 — 55 мг/r для анионитов).

Однако нониты на основе сополимеров стирола с дииэопропенилбензолом имеют невысокую и осмотическую стабильность и механическую прочность в набухшем состоянии: осмотическая стабильность 60 — 65 циклов регенерации беэ разрушения гранул при набухаемости 5 — 25 мл/г, По предлагаемому способу для повышения

Ч регулярности строения полимерной матрицы, а так же для увеличения сорбционной емкости ионитов по отношению к органическим ионам молекулярного веса 60000-100000 ионообменные смолы по>,лучают путем полнмераналогичных превращений !

52!288 оставляют для набухания на 40 мнн и затем прибавляют 0,26 r четыреххлорисгого олова. Реакциошгую смесь нагревают при 50оС 5 ч,после чего хлорметилиронанный соиолимер отделяют, промывают и сушат.

Полученный хлорметилиронанный сополимер желтого цвета имеет содержание хлора 19,4%.

К сухому хлорметилированному соиолимеру приливают 34 мл пиридина. После 60 мии набухании реакционную смесь разогревают до 80 С и выдерживают 4 ч, затем запивают на 2 ч разбавленной соляной кислотой. После этого полимер промывают водой до нейтральной реакции. Полученный сильноосновный анионит оранжевого цвета имеет статическую обменную емкость до 3,1 мг-экв/г, набухаемость до 7,6 мл/г, осмотическая стабильность 98 циклов

, регенерации.

Л р и м е р 3. В кругиодониую колбу емкостью

200 мл, снабженную мешалкой, обра(ным холодиль- . ником и газоотволной трубкой, помещают 15 r хлор. ! метилирона ного соооинмсра стирала с 4,4-диизонропснилдифсиил талом и 90 Mtt лиоксана. После набухания в течение 30 ttttt, добавляют !0.2 г гидрохинона. После окоича ия рас ворсннн гндрохинона в колбу прибавляют 1 г Ьn (X> и гсмнературу реакционной смеси повышают до 95 С. Реакцию продолжают о >, в течение 7 ч до окончания вьглсисния НС1 ° Затем смесь охлаждают, полимер ofôèttüòðîttüt:t÷í>ã, промывают диоксанол, водой, сунгат на воздухе, а затем экстрагируют в аппарате Сокслста водой.

Ионит коричневого цвет» имеет окнслитсиьно- восстановительную емкость до!,4 мг-экв/г, набуха емость до 5,6 мл/г.

Ckkg СН, „г l5

В качестве моновинильного соединения ис. пользуют стирол и вннилтолуол.

Иониты получают сульфированием, фосфорииированисм, хиорметилиронанием с последующим

° введением амнпо- ипи окисли гспьно-восстановитель- ро ных групп в сополимеры, получаемые сусиснзионной полил(сризацисй раднкалынпо t

Сополимсры сульфируют концентрированной серной кислотой в течение 4 — 8 ч при 75-90оС и получают сильнокислотные каэиопиты, имеющие статическую обменную емкость 2 — 5 мг-экн/г и набухасмость !5 — 25 мг/г, П р и м с р 1, В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой. обратным холодильником, труб-Зб кой для подвода азота и тсрмомстром, помещают 10 г сополимера с 6 мол.% 4,4-дииэопропснилсуиьфида и 180 мл РС "(.. Сополимер выдерживают для набухания 3 Мин. Затем добавляют

30 г катализатопа А!. С1 . Реакционную смесь нагревают до 70,— 80 С и при работающей мешалке выдерживают в течение 6 час. Затем реакционную массу охлаждают, гранулы отделяют от маточника и выгружают их па мелкоизмеиьченный. лед. Реакционную смесь нагревают до 90-95о и .,ц выдерживают 1 час. Отфильтрованный ионит окисляют 100 мл 30%-ной HNo, для чего реакционную смесь нагревают при 80оС 10 ч. Готовый ионит промывают разбавленным раствором соляной кислоты до отсутствия ионов А ь+.

Полученный фосфоновокислотный катионит окрашен в светло-коричневый цвет. Он имеет статическую обменную емкость до 3,84 мг--экв/г, иабухаемость до 8 мл/г, выдерживает 80 циклов

: регенерации без разрушения. ЬЬ фь (Пример 2. В грехгорлую колбу с обратиым холодильником, мешалкой и термометром помещают fO r сополимера Hл> с 10 мол.% ! 4,4-диизойропенил11ифенилметана и прибавляют 40 мк г монохлордиметилового эфира. Реакционную массу 6} сн -c-a-с -cu

1 1 сн сн си -сн

3 ! сополимеров моно- и дивинильных соединений об, щей формульн СУ,-С-а- С =СН, >

СН, СН, Формула изобретения

Способ получения ионообмснных смол путем сополимериэации MoHQ - и дивннильных соединений и последующего введения ионогснных групп, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения осмотической стабильности и механической прочности ионята, а также с целью улучшения сорбциоиных характеристик но отношению к органическим ионам боль.. шого молекулярного веса, в качестве дивинильпых соединений используют соединения общей формульг,(