Способ модификации пористых полимерных сорбентов

Способ модификации пористых полимерных сорбентов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 17.08.77(21) 2521324/23-05 с присоединением заявки Но (23) Приоритет («>662562

Союз Советских

Сощиалистнческнх

Республик (5 )М. К,2

С 08 F 112/14

С 08 J 7/12

В Pl J 1/22

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 1505.79 боллетень М 18 (53) УДК 661.183. .123 (088.8) Дата опубликования описания 15.0579 (72) ABTOpbl A.Á. Гильман, Т.К. Захарова, С.A.Âoëêoâ, В.М.Колотыркин, M3 pyT@HMg Н. H . .Туницкий, К. И. Сакодынский и Л. Ф. Рыбакова (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ ПОРИСТЫХ

ПОЛИМЕРНЫХ СОРБЕНТОВ

Известен способ модификации минеральных адсорбентов полимерной плен -. кой, образуемой путем воздействия на адсорбент меламина с последующей термообработкой полученного продукта при 470-600 С fl) . Этот способ нельзя однако использовать для модификации полимерных сорбеитов, так как термодеструкция последних наступает уже при температуре около 250оС

Известен также способ модификации пористых полимерных сорбентов путем нанесения полимерной пленки, например пленки полиэтиленгликоля из раствора (21. Способ заключается в том, что полимер растворяют в соответствующем растворителе и образую- . щимся раствором заливают пористый полимерный сорбент, после чего раст вор упаривают.

Известный способ обладает следующими недостатками: наносят только растворимые и хорошо смачивающие поверхность полимерыт нанесенная иэ раствора пленка полимера в процессе эксплуатации ccipбента при дозировании большого количества вещества (например, в препаративной хроматографии) смывается, так как она не связана химически с поверхностью сорбента; наносимый из раствора полимер целиком заполняет узкие поры, в связи с чем толщина нанесенной пленки неоднородна, а эффективность разделения более низкая, чем в исходном сорбенте.

Белью изобретения является повышеO ние эффективности разделения, а также обеспечение нерастворимости модифицирующего. слоя в разделяемых компонентах.

Цель достигается путем полимериэации паров о(,-винилпиридина илн его производных в высокочастотном разряде в присутствии сорбента, находящегося в виброкипящем сОстоянии.

Предпочтительно нанесение полимерной пленки производят в течение 15 мин в кипящем. слое сорбента высотой от 10 до 40 мм при давлении паров мономера от 0,01 до 0,7 мм рт.ст., частоте тока 1-20 кГц, мощности разряда 20-40 Вт. Одним из электродов в высокочастотном разряде служит дно стакана вибратора, другим — его крышка.

Пример 1. Пористый полимерный сорбент на основе сополимеров стирола н дивинилбенэола помещают s

662562 вес.%: С 73 23; H 5,96; N 8 87;

О 11,94.

Пример 3. Полимерный сорбент помещают в вибратор и в реакционную камЕру таким же образом, как и в примере 1, Оптимальными условиями проведения процесса модификации являются: давление паров о -винилпиридина

0,4 мм рт.ст., высота кипящего слоя сорбента 30 мм, частота тока разряда

1 кгц, мощность разряда 30. Вт, время обработки 5 мин. Обработка осуществ-. ляется таким же образом, как и в примере 1. В результате обработки образуется полимерная пленка толщиной

4 мкм, элементный состав которой, f5 вес.%: С 72,21; Н 6,71; N 11 01;

О 10,07.

Исследование полученных сорбентов методом ИК-спектроскопии показывает наличие ароматических колец с атома 20 ми азота и связи C=O (для всех примеров), а также связей С-F и С-СВ (для примера 1), что подтверждает. наличие химической,связи между пленкой и сорбентом и обусловливает ее несьываемость с поверхности адсорбента.

Образование на поверхности слабоспецифического адсорбента на основе сополимеров стйрола и дивинилбенэола полимерной пленки, содержащей атомы азота, фтора и хлора, усиливает специфичность адсорбента, что подтверждается увеличением времени удерживания (t ),полярных веществ относи-. отнтельно н-пентана, приведенных в табл.

Вещество ример 3

1,0 н-Пентан.1,0

1,0

1,0

0,21

0,20

Вода

0,1Р

0,21

Метанол

Этанол

0,25

0,58

0,90

0,31

0,64

1,23

0,33

0,34

0,64

0,64

Ацетон

0,27

1,27

Ацетонитрил

1 06

1,32

1,34

1,30

Диэтиловый эфир

1,02

1,21

1,17

1,20

Из этих данных видно, что коэффициент разделения по паре веществ диэтиловый эфир- н-пентан, используемый обычно для характеристики селективности сорбентов, по примеру 1 увеличивается от 1,02 до 1,17, а для пары ацетон-дизтиловый эфир от 0,88 65 стакан вибратора; расстояние между электродами составляет 90-110 мм, диаметр электрода 55 мм. Вибратор помещают в вакуумную реакционную камеру, которую вакуумируют до давления 10 мм рт.ст., после чего в нее

-4 запускают пары о, -дифтор- f3-хлорвинилпиридина до давления 0,01 мм рт.ст ., полимерный сорбент приводят в виброкипящее состояние (высота кипящего слоя составляет 10 мм), подают на электроды ток частотой 1 кГц, мощность разряда составляет 20 Вт. Сорбент обрабатывают в течение 1 мин, после. чего вибратор выключают, камеру вакуумируют, затем напускают в нее воздух и извлекают сорбент. В результате такой обработки на поверхности исходного сорбента образуется пленка полимера толщиной в 1,5 мкм, элементный состав которой, определенный методами элементарного микроанализа следук ций, вес.%: С 50 99; . N 7,15; С0 16,40; О 6,04; F 17,32;

Н 2,10, П р и м 1 р 2.:Полимерный сорбент помещают в вибратор и в реакционную камеру таким же образом, как и в примере 1. После эвакуации камеры в нее подают пары c(-винилпиридина до давления 0,7 мм рт.ст., высота кипящего слоя сорбента составляет 40 мм, частота тока разряда 20 кГц, мощность разряда 40 Вт, время обработки 5 мин.

В результате такой обработки на по верхности полимерного сорбента образуется полимерная пленка толщиной

5 мкм, элементный состав которой, до 1,08, то есть в последнем случае изменяется даже порядок выхода компонентов.

Эффективность разделения, характеризуемая ВЭТТ, noche модифицирования улучшается для этанола от 41,6 до

38 мм, то есть на 8%, а для бензола

Формула изобретения

Составитель В. Мкртычан

Техред С. Мигай Корректор E.Ïàïï

Тираж 584 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Редактор Л. Новожилова

Заказ 2640/30. Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 . 6625

;от 55 до 48 мч, то есть на 13%. Это уменьшение ВЭТТ связано, по-видимому, с увеличением минимального размера пор: если исходный полимерный сорбент имеет поры с радиусом до 20 А, то у модифицированного минимальный радус равен 75 Ь, Соответственно, 5 удельная поверхность после модифицирования снижается от 224 до 154 м /r.

Хроматографические и сорбционные характеристики материала, полученного в примерах 2 и 3, близки к таковым 10 для примера-1.

При нанесении на поверхность со- . полимера стирола с дивинилбензолом полиэтиленгликоля, как это делается в прототипе, ВЭТТ увеличивалась на

10%.

1. Способ модификации пористых полимерных сорбентов путем нанесЕния на их поверхность полимерной пленки, отличающийся тем, что., с целью повышения эффективности

62 6

I разделения, а также обеспечения нерастворимости модифицирующего слоя в разделяемых компонентах нанесение полимерной пленки осуществляют посредством полимериэации паров сС-винилпиридина или его производных в высокочастотном разряде в присутствии сорбента, находящегося в виброкипящем состоянии.

2. Способ модификации пористых полимерных сорбентов по п.l, о т л и-. ч а ю шийся тем, что процесс нанесения полимерной пленки на поверх ность сорбента ведут в течение 1-

5 мин в кипящем слое сорбента высотой от 10 до 40 мм при давлении паров мономера 0,01-0,7 мм рт.ст., частоте тока разряда 1-20 кГц и мощности разряда 20-40 Вт.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 425639, кл. В 0 1 J 1/22, 1974.

2. Захарова Т.К. Кандидатская диссертация, 1975, НИФХИ им. Л.Я. КарПова..