Способ получения формованных ионообменных материалов

Способ получения формованных ионообменных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскин

Социапистинеснин

Республик

О rI

ИЗОБРЕТЕНИЯ (ll) 6151О1

К ДВТОРСКОМУ СВИДВТВДЬСТВМ (61) Дополнительное к ввт. свил-вуг (22) Заявлено 11.08,76(21) 2Э9976112з-05 (51) М. Кл.

С 08 7 5/20

С OB У 9/24 с присоединением заявки №

Государатваниый квинтет ьюавта Инннетроа CGN.. нв делам нзобрвтвннй н ютнритнй (23) Приоритет (43} Опубликовано 15,97.78рюллетень № 26 (оа) l1< 661.183..123 {088.8) (45) Бата опубликования описания 21.06.78 (72) Авторы изобретения

Б. Н. Скворцов, М. И. Гусев,, E. Б, Гусарова и Р . А. Берлин (71) Заявитель

Ордена Ленина Институт химической физики. АН СССР (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМОВАННЫХ

ИОНООБМЕИНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к .способу йолучения.формованных материалов на асио вв ноно и ионоэлектрообмвнных - полимеров, которые могут .быть,использованы в качестве насадочнык эпемвнтов аппаратов колончатого типа. для проведе-... ния всех процессов, в;которых. применяют ся ИОнитые

Извертвн онесвб получения формованных материалов путем совмещения цороеко .. образных ионнтов с термопластичными: цолнмерамн P j.

Извествн также способ иолуюиня .фор-. мованнйх материалов нумм спекання .ий

sin oà о пороакоо6разными -термопластич ными: полимерами (полиопефинами, поли винилхлорщэж и др,) в присутствии поро

:образователя (NaC.L, сода и др ). нри температуре и времени спекания, ие. допусканхцих сплавления ионообменных ма-териалов с тврмонластом (2), ., Прн, таком. способе размер частиц ионообменных полимеров должен превьппать размер частил термопласта. К недостаткам известных . способов следует. отнести сравнительно

2 малую пористость формованных материа н ов, а также тот факт, что прн нспольэо

: ванин этих материалов в средах, В кото» рых происходит значительно набухание пойнте, они вследствие возникающих прн

:етом сил растрескцваются.. Это особенно, :относится к формованным материалам на основе сильнонабухакиннх политов, получение

«оторык известным способам осушеств4 О лена быть не может °

Целью. данного изобретения является увеличение порлстости материалов н цре дотвращвния их разрушения при эксплуатации в средах, вызывающих сильное набухание ионитов.

Поставленная цепь достигается твм, что перед спвканием смеси термопластичного полимера и испита, последний выдерживают в лолярнам органическом рас воре, температура которого выше температуры спекания. Qns набухания политов могут быть использованы любые полярные органические жидкости, например гликоли, трехатомные спирты, карбо з5 новые кислоты н их смеси. Првдпочти6) 510 тепьно в качестве полярных растворите- " лей используют многоатомные спирты.

В качестве ионитов могут применяться разпичные иониты с размером частиц, меньшем, равном ипи бопьшем по сравнению с размером частиц термоппаста.

Предпочтитепьно в качестве ионита с цепью придания формованным материалам окиспитепьно-восстановительной активности используют редокс-ионитпопнсульфофени пе нхи ион.

Ионит смешивают с растворитепем, выдерживают в течение необходимого дпя набухания до заданной степени времени, фильтруют и в набухшем состоянии смешивают с порошкообразным термоппастом.

1Ю

Смесь загружают в формы и спекают при температуре и продопжитепьности выдержки, зависящих от вида испопьзуемого термоп паста.. Температура сиекания, как правипо, должна быть на 20-3ОС е м выше температуры ппавпения испопьзуемого термоп паста.

Предпагаемый способ имеет ряд преи мушеств передизвестными. Так при спе

25 канин ионитов в набухшем состоянии искпючается воэможность их сппавпения с термоппастом даже: при длительном времени спекания и уменьшения за счет .этого обменной емкости ионита. Появляется возможность получать формованные высоко.пористые и .высокоцрочные тела на основе сипьнонабухающих в усповиях аксппуатации ионитов.

Получаемые в соответствии с предло 35 женным способом формованные издепия могут быть использованы в качестве апе ментов эанолнения копонн. при проведении практически всех процессов, в которых могут найти применение иоииты и редоко- ., 40 иониты. Они цоэвопяют уменьшить гидрав- пическое сопротивление движению потока жидкости через кононну, обпегчают вывод иэ колоннм газообразных и пегко етучих продуктов обраэуюшихсй .при проведении 4 некоторых rrpoaeccoa, а также делают воэ» мох"ным проведение раэпичных процессов в газовой и.паровой фазах.

Пример 1. 0ч.катиоиита КУ-2х2 в Ма-форме выдерживают в течение ночи в попиатийенгликоне: среднего мопекупярного веса 300, отфильтровыъают и смешивают с 10 ч. порошкообраэного иэотактического полипропинена . Подученную смесь. запопняют в цилиндрические формй диаметром 10 мм и помешают в сушильный шкаф, Спекание осуществпяют при 20С1-210 С в течение 30 мин. Подученные образцы кипятят нескопько часов в воде и переводят B Н-форму. Катионообменная емкость образцов составляет 927 от исходной, Снижение катионообменной емкости произошло пишь эа счет частичного в падения гранул катионита с поверхности формованных материалов при кипячении с водой. В расчете же на оставшееся весовое копичество катионита в формованном материале емкость сОставпяет практически 100%.

П- р и м е р 2. 10 г редокс-катионата цописупьфофенипенхинона в Йьформе с размером частиц(100 нм выдерживают в течение ночи в глицерине и отфильтровывают. Вес полисульфофениленхинона в набухшем состоянии составляет .70 г.

Набухший редокс- катионит.смешивают с 10 r порошкообразного попипропипена и спекают, как описано в примере 1. Попучают прочные, высокопористые материапы, катионообменная емкость которых составляет w100%. от исходной.

Пример 3. 10 ч. катионита

КУ-2х8 выдерживают в течение 24 ч в триэтипенгликопе, отфипьтровывают, смешивают с 10 ч. порошкообразного полиэтилена низкого давления и с 1 0 ч - На СИ.

Смесь тшательно перемешивают и загружают в бумажные гильзы диаметром 15 мм.

Спекание осуществцяют в сушипьном шкафу при 170 С в течение 40 мин. Подученные образцы нарезают в виде дисков тошциной 8-10 мм,кипятят несколько часов в воде до лопиого вымывания расз ворителя и NaG6 и переводят в Н-форму.

Катионообмеиная емкость попученных формованных материапов составцяет 9095% от исходной. Образцы в условиях эксплуатации сохраняют высокую механическую прочность, Пример 4. 10 ч. анионита АВ17х2 выдерживают в течение ночи в триатипенгпикопя, фильтруют в горячем состоянии (90 С), смешивают с

1О ч порошкообразного попиатилена низкого давпения и смесь загружают в бумажные гильзы диаметром 7 мм. Спекао ние осуществпяют при 170 С в течение 30 мин. Получеиые образцы нарезают в виде цилиндров высотой " мм и опредепяют аииоиообменную емкость.

Пример 5. 20 г КУ-2х2(обмен» иая емкость 5 мг - акв/г}в Ка-форме выдерживают в течение ночи в поциатипенгпякопе среднего моиекуяяриого scca

6 15101

Составитель B. Мкртычан

Редактор Л. Новожилова Техред А. Алатырев Корректор Е. Йапп

Заказ 3841/17 Тираж 641 Подписное

ЦНИИПИ. Гюударственного комитета Совета Министров СССР по. делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4t5 руют в горячем состоянии. Вес катионита в набухшем. состоянии составляет 50 r.

Набухший катионит смешивают в 4,5 г порошкообраэного полипропилена (индекс расплава 0,91) и спекают в бумажных

1 ильзах диаметром от 10 до 30 мм при

200-205 С в течение 30-60 мин (в зависимости от диаметра), Полученные образцы переводят в Н-форму и определяют обменную емкость, которая дпя раэличйых образцов составляет от 3,3 до 3,5 мгэкв/r) т. е. 94-100% от исходной в расчете на катион ит.

Пример 6. (сравнительный)..

19 ч КУ-2х2 смешивают с 10 ч. порошко-15 образного полипропилена и 10ч.NaC1

Смесь спекают при 200-210& в течение

60-90 мин в форме цилиндров диаметром

10 мм. Подученные образцы при погружении в воду через 2-5 мин разваливаются вследствие сил, воэникаюших при набуханяи катионита. К аналогичным результатам приводят опыты по спеканию

КУ-2х2 беэ .добавления ИаС1, а также с другими марками термопласта.

Формула изобретения

1. Способ получения формованных ионообменных материалов спеканием ионитов с термопластичными полимерами, о т л йч а ю ш и и с я тем, что с целью увеличения пористости материалов и предотврашения их разрушения при набухании, испиты перед спеканием выдерживают в полярном органическом растворителе, температура кипения которого выше температуры слекания.

2. Способ по и. 1., о т л и ч а юш и и с я тем, что в качестве растворителей используют многоатомные спирты.

3, Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью придания формованным материалам: окислительиовосстановительной, активности, в качест.; ве ионита используют редокс ионитполисульфофениленхинон.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Патент CELA %3627703 кл. 260-2. 1 1969.

2. Патент ФРГ 541285170 кл. 39 а 27/00 1962.