Способ получения сульфокатионитов

Способ получения сульфокатионитов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11i 530038 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено04.12.74 (21) 2080294/05 (51) М. Кл.е

С 08 F 212/14 с присоединением заявки № (23) Приоритет

С 08 F 8/36

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам иэооретений н открытий (43) Опубликовано30.09.76.Бюллетень №36 (45) Дата опубликования описания 15.02.77 (53) УДК 661 183 123 .2 (088.8) (72) Авторы изобретения

E. Е. Ергожин, Э. Жаназаров, М. Курманалиев и Н. А. Асанов

Ордена Трудового Красного Знамени институт химических наук АН Казахской CCP (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФОКАТИОНИТОВ

Изобретение касается синтеза высокопроницаемых катионитов с сильнокиспотными группами.

Известен способ получения сульфокатионитов путем сопопимеризации стирола и диизопропенилдифенипа с последующим супьфированием 11.

Главным недостатком этого способа явпяется низкий выход (50-60%), сложность и трудность получения дивинипьного соедине-!О ния, использованного при синтезе исходного сonолимера, из-за низкой активности исходного дифенипа в реакциях замещения. Образующаяся макромопекупа отличается очень жесткой структурой, вследствие этого реак- 15 ция супьфирования сопопимеров стиропа к диизопропенилдифенила протекает медленно.

Низкая реакционная способность диизопропеннпдифенила по сравнению со стиропом не позволяет получать полимеры с равномерной 20 пространственной сеткой. Это в свою очередь отрицатепьно сказывается на механической прочности, термической и химической устойчивости ионитов на их основе.

Целью изобретения является увеличение 25 проницаемости, и улучшение физико — химических свойств катионитов.

Поставленная цель достигается испопьзованием в качестве дивинипьного соединения 4, 4-диизопропенипдифенипоксида.

Способ заключается в том, что проводят суспензионную сополимеризацию стиропа 4,4- — диизопропенилдифенилоксидом в цилиндрическом оеакторе в среде 1%-ного водного раствора крахмала в присутствии инициаторов радикального типа. Объемное соотношение смесь мономеров: вода равняется 1:6. Ионогенные группы в сополимер вводят сульфированием концентрированной серной кисдь

7ой, олеумом или хлорсупьфоновой кислотой при комнатной температуре.

Применение диизопропенипдифенипоксида позвопяет значительно повысить регулярность пространственной сетки сопопимеров.

В процессе сопопымеризации со стиропом он попностью вступает в реакцию. Об этом свидетельствует совпадение среднего молекулярного веса участка цепи (Мс), заключенного между соседними уздами сетки, и среднего числа звеньев между ними (табл. 1).

530038

Таблица 1

Содержание диена, вес.%

Набухаемость в дихлорэтане, мл/г

Значение Мс

Среднее число звеньев стирола, заключенных между узлами сетки теоретическое экспериментальное теоретическое экспериментальное

Сополимер стирола и диизопропенилдифенила

13,7

3006

3315

1478

1920

6,2

967

1490

702

1310

Сополимер стирола и диизопропенилдифенилоксида

11,8

3193

1025

4,5

1030

12

4,2

760

730

Некоторые характеристики исходных сополимерэв представлены в табл. l.

Наличие "шарнирной" связи -О- в дифенилоксиде придает сополимеру высокую гиб- 35 кость и проницаемость, что облегчает процессы сульфирования при синтезе сульфокатионитов. В известном способе за 2 час содержание серы в полимере не превь|шает

3,8%, в данном способе — 8,2%. 4О

Из данных табл. 1 следует, что при использовании диизопропенилдифенилоксида гранульная сополимеризация со стиролом протекает более эффективно, чем при применении дйизопропенилдифенила. При использовании последнего образуются неоднородные продукты с нерегулярной сшивкой, что приводит к ухудшению свойств сульфокатионитов, Полученные сополимеры и сульфокатиониты имеют более высокие показатели меха- 9) нической прочности, термической и химической устойчивости по сравнению с ионитами на основе стирола и диизопропенилдифенила.

Если исходный сополимер на основе стирола и диизопропенилдифенила начинает разлао гаться при 150 С, то сополимер на основе стирола и диизопропенилдифенилоксида при

220 С.

При термообработке в воде в ампулах сульфокатионита на основе сополимеров стирола и диизопропенилдифенила (8%) при о

130, 160 и 180 С его емкость снижается на 11,16 и 37%, в случае сульфокатионитов на основе сополимеров стирола и ди; изопропенилдифенилоксида — на 1, 5, 7 и

14% соответственно.

Синтезированные сульфокатиониты отличаются также более высокой химической устойчивостью. Потеря обменной емкости сульфокатионитов на основе сополимеров стирола с 8% диизопропенилдифенила при

24 †часов контакте с 5 н. азотной кислотой составляет 28%, в то время как с диизопропенилдифенилоксидом всего 9-18%.

Зля сравнения некоторые физико — химические характеристики синтезированных и известных сульфокатионитов представлены в табл. 2.

530038

Таблица 2

На основе сополимеров стиропа с 8% диизопропенилдифенипа (известный) 10 (при 11,0 16

lOODC) 150

На основе сополимеров стирола с 8% диизопропенипдифенилоксида

8 при

80 С) 220

1,5 7

Составитель Г.Русских

Техред М. Ликович Корректор С. Бопдижар

Редактор Н.Хубарова

Заказ 5238/659 Тираж 630 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д.4/5

Филиал ППП " Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Пример 1, В цилиндрический реактор загружают 60 мл 1%-ного водного раствора крахмала, 10,4 r стироца, 0,11 г

I перекиси бензоила и 2,1 г 4,4 -диизопро-. пенилдифенилоксида. Смесь энергично перемешивают и температуру водяной бани о поднимают до 70 C и выдерживают 2 час о а потом еще 6 час при 90-95 С. Образовавшиеся гранулы отфильтровывают, промывают горячей водой, экстрагируют в аппарате Сокслета бензолом и высушивают о при 100 С в течение 8 час. Выход сополимера с размером частиц 0,25 — 0,50 мм составляет 97%.

Пример 2. В трехгорлую колбу загруЗб жают 5 г сополимера, полученного по примеру 1, и 10 мл дихлорэтана. После на бухания сополимера в течение 2 час в колбу добавляют 23,5 г концентрированной серной кислоты (6 = 1,84 г/см ) и при перемешивании нагревают при 80 С в те9 чение 4 час. После отсасывания избыточного количества серной кислоты катионит промывают раствором серной кислоты с понижающейся концентрацией и дистилли45 рованной водой до нейтральной реакции фильтрата. Отмытый сульфокатионит высушивают о при 100 С до постоянного веса. Соединение серы в катионите составляет 17,2%, обменная емкость по 0,1 н. раствору NOOSE

5,4 мг-экв/г, коэффициент набухания в воде

6.

По примеру 2 реакцию проводят с хлорсупьфоновой кислотой или олеумом при 2025 С. Сульфохпорированные сопопимеры о омыпяют водой или 2% — ым раствором ще Ioчи.

Синтезированные иониты найдут широкое применение в гидрометаллургии, водоподготовке, фармацевтической промышленности.

Формула изобретения

Способ получения сульфокатионитов путем сополимеризации стирола с дивинипьным соединением с последующим супьфированием, отличающийся тем, что, с целью увеличения проницаемости и улучшения физико — химических свойств катионитов, в качестве дивинильного соединения применяют (4,4 — диизопропенипдифенипоксид.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1. Авт. св. № 432161, кп. С08 3

27/06, 1972.