Способ получения интерполимерных мембран

Способ получения интерполимерных мембран

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И C А Н И Е (ц664973

ИЗОБРЕТЕН И Я

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (21) Заявлено 08.06.64 (21) 904649/23-05 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.

С 08J 5/22

С 08F 220/44

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 661.183.123. .2: 678.85:

: 678.74 (088.8) (43) Опубликовано 30.05.79. Бюллетень № 20 (45) Дата опубликования описания 30.05.79 (72) Авторы изобретения Ю. А. Лейкин, А. Б. Даванков, В. В. Коршак, Т. Д. Игнатович и Т. Н. Торопцева

Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного

Знамени химико-технологический институт им. Д. И. Менделеева (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИНТЕРПОЛИМЕРНЫХ

МЕМБРАН

Известны способы получения интерполимерных мембран из сополимеров на основе фосфорсодержащих мономеров. Для синтеза мембран применяют производные винили стирилсульфоновых кислот и изготовляют 5 мембраны, совмещая пленкообразующий полимер и полимер с ионогенными группами в растворителях с высокой диэлектрической постоянной. Однако при этом наблюдаются плохая совмещаемость компонентов 10 с длинными полимерными цепями, сильно отличающихся по полярности, а также отсутствие пространственной структуры ионита и, как следствие, ослабленная химическая прочность матрицы ионита, приводя- 15 щая к частичному вымыванию моногенного ингредиента.

Добавление диенов (0,1% ) дивинилбензола в растворы полимеров не дало хороших результатов, так как взаимодействие цепей обоих полимеров с диеном пространственно весьма затруднительно.

С целью получения мембран, обладающих высокими электрохимическими характеристиками и хорошей механической прочностью, предлагается мономерные производные ядернозамещенной стирилфосфиновой кислоты и сшивающего агента вводить в раствор пленкообразующего сополимера (карбоксилатный и силиконовый каучук, акрилонитрил и его сополимеры, поливинилхлорид и т. п.) с последующей полимеризацией композиции и гидролизом готового сополимера.

Наилучшие результаты получают при применении сополимеров акрилонитрила с винилиденхлоридом при отношении их равном (60: 40).

Способ позволяет изготовлять мембраны с широким диапазоном свойств: сопротивление 50 †2 Ом .см, сопротивление разрыву 40 — 157 кг/см, с малым остаточным удлинением. Из производных стирилфосфиновой кислоты предпочтение следует отдать дихлорангидриду последней, так как полученные на его основе мембраны не требуют кислотного или щелочного омыления и могут быть использованы непосредственно после гидролиза. При получении описываемых мембран можно применять растворители с высокой диэлектрической постоянной или смеси этих растворителей: диметилформамид, диметилсульфоксид, алифатические кетоны, циклические простые эфиры и смеси с диметилформамидом и диметилсульфоксидом. В качестве инициаторов берут различные перекиси, окислительно-восстановительные системы, диазопроизводные и т. п.

Интерполимерные мембраны, полученные

664973

Формула изобретения

Составитель Е. Лузянина

Техред Н. Строганова

Корректор А. Галахова

Редактор Е. Месропова

Заказ 1128/17 Изд. № 322 Тираж 591 Подписное

НПО «Г!опек» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 описываемым способом, содержат пространственно связанный ионогенный компонент и позволяют лроводить их синтез с трехмерной матрицей. Кроме того, такие мембраны обладают высокой селективностью и способны образовывать донорно-акцепторные комплексы с тяжелыми металлами.

Предлагаемые мембраны можно использовать для осуществления многих электрохимических процессов, водоподготовки, в химических источниках тока и во всех других областях применения ионообменных мембран.

Пример 1. С целью получения интерполимерных мембран на основе сополимеров акрилонитрила с винилиденхлоридом (60: 40) приготовляют раствор из расчета

10 вес. ч. сополимера, 70 мл тетрагидрофурана и 30 мл диметилформамида. Далее растворяют 0,28 r перекиси бензоила (активность 96 — 98 /о) в 3,6 г дихлорангидрида стирилфосфиновой кислоты (непредельность 96 — 98%) и добавляют в нее 0,18 r дивинилбензола (концентрация 97% ) . .В полученную смесь вводят 6,4 г приготовленного ранее раствора сополимера. Композицию тщательно гомогенизируют и отливают на стекло (90 см2) или другую гладкую поверхность. Затем пленку выдерживают в термошкафу при 40 С в течение 5 ч, отделяют от стекла и гидролизуют дистиллированной водой. Промытая пленка не дает реакции на С1-ион. Приготовленная меморана имеет разрывное напряжение

135 кг/см и удельное сопротивление

8 Ом см при измерении между прилегающими электродами в дистиллированной воде. Толщина полученной пленки 0,012 см.

При разрыве пленка обладает незначительным линейным удлинением.

Пример 2. Приготовляют раствор

12 /о -ной концентрации сополимера в диметилформамиде. Далее проводят полив как указано в примере 1, вводя 10 r раствора. Полученную мембрану промывают

5 10%-ным раствором НС1, а затем дистиллированной водой. Толщина мембраны 0,14 см, удельное сопротивление 14 Ом см, разрывное напряжение 157 кг/см .

Пример 3. Готовят раствор 10 r conoIO лимера САНИВ, описанного выше, в 90 г обезвоженного ацетона. Полив проводят, смешивая композицию 3,9 дихлорангидрида стирилфосфиновой кислоты, 0,15 г 99%-ной перекиси бензола, 0,06 r дивинилбензола

15 (концентрация 98%), 2,8 г раствора сополимера САНИВ и 1 мл сухого метилэтилкетона, на стекло площадью 40 см . После этого выдерживают композицию в термошкафу при 45 С в течение 3 ч. Затем плен20 ку заливают водой и гидролизуют 4 ч при

30 С. Отставшую от стекла пленку промывают водой. Удельное сопротивление пленки 50 Ом см при толщине 0,57 см (измерено в дистиллированной воде), разрывное

25 напряжение 40 кг/см .

Способ получения интерполимерных мем30 бран на основе полиэлектролита и инертного пленкообразующего сополимера, например сополимера акрилонитрила с хлорвиниловыми соединениями, отл ич а ющийс тем, что, с целью получения мембран с

35 высокими электрохимическими характеристиками и механической прочностью, мономерные производные ядернозамещенной стирилфосфиновой кислоты и сшивающего агента вводят в раствор инертного пленко40 образующего сополимера с последующей полимеризацией композиции и гидролизом готового сополимера.