Способ получения растворимых ионообменников с аминокарбоксильными группами

Способ получения растворимых ионообменников с аминокарбоксильными группами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕШад РАСТВОРИМЫХ ИОНООБМЕННИКОВ С АМИНОКАРБОКСИЛЬНЫМИ ГРУППАМИ путем полимеризации винильных мономеров в растворе, отличающийсятем, что, с целью упрощения процесса, повьшения молекулярной массы, в качестве винильного мономера используют метакрштамид (ed-аминомаслянрй кислоты) и процесс проводят при 20-70 0 в течение 0,53ч . (Л vl х о | Недостатками известного способа являются длительность процесса, низкий выход конечных продуктов, слож4; ность и многостадийность получения исходных винилфенилалифатических аминокарбоновых кислото Известны также способы получения водорастворимых комплексообразующих полимеров карбоксиметилированием сополимеров виниламина и винилпирролидона , в водно-щелочной среде при нагревании до 80-90С в течение 1 сут. Однако процесс длителен, синтез исходных продуктов многостадиен, кро}ме того, равновесие устанавливается в течение 5-10 дней.

СООЗ СОВЕТСНИХ

РКПМЬЛИК ае (и) 51) С 08 F 120/58

F7 0 il c ц "! (,, ГОСУДЩ СТЕННЫЙ НОМИТЕт

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТИРЫТййМ

ПРИ ГНИТ СССР (21) 2804690/05 (22) 25. 07.? 9 (46) 23.02.92. Бюл. ¹ 7 (71) Институт химических наук

AH КазССР (72) Е.Е. Ергожин, Б.P. Таусарова и М.Т. Назарбекова (53) 661. 183. 123(088.8) (56) Патент CHA № 2875162,кл, 260-21, 1959.

Л.И. Тихонова и др. Высокомолекулярные комнлексоны на основе сополимеров винилпирролидона и виниламина, Высокомолекулярные соединения, 1973, т. ХЧ(Б), № 12, с. 874.

А.Ф. Николаев и др. О влиянии ! иона щелочного металла на скорость полимеризации и свойства солей И-ви ниламидоянтарной кислоты„ Высокомолекулярные соединения, 1970, т. XII(A) № 4, 885.

Изобретение относится к синтезу растворимых комплексообразующих ионообменников (ионитов), которые могут найти применение в качестве коагулянтов, флокулянтов, в процессе водоочистки сточных вод, в гидрометаллургии для разделения и концентрирования различных металлов.

Известен способ получения растворимых ионитов с аминокислотными группами путем полимеризации винилфенилалифатических аминокарбоновых кислот в присутствии инициатора азобисизоо бутиронитрила прн нагревании до 90 С, ультрафиолетовом облучении в течение

3-4 сут.

2 (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРИМЫХ

ИОНООБМЕННИКОВ С АМИНОКАРБОКСИЛЬНЫМИ

ГРУППАМИ путем полимеризации винильных мономеров в растворе, о т л и— ч а ю шийся . тем, что, с целью упрощения процесса, повьппения молекулярной массы, в качестве винильного мономера используют метакриламид (g-аминомасляной кислоты) и процесс проводят при 20-70 С в течение 0 53 ч.

Недостатками известного способа яВляются длительность процесса, низкий выход конечных продуктов, сложность и многостадийность получения исходных винилфенилалифатических аминокарбоновых кислот.

Известны также способы получения водорастворимых комплексообразующих полимеров карбоксиметилированием сополимеров виниламина и винилпирролидона, в водно-щелочной среде при на- гревании до 80-90 С в течение 1 сут.

Однако процесс длителен, синтез исходных продуктов многостадиен, кро ме того, равновесие устанавливается в течение 5-10 дней„

3 790714

Наиболее близким к изобретению составляет 3, 12; 1,78; 7,92 и 6,74; является способ получения растворимых 2,31 мг-экв/г соответственно. ионитов полимеризацией солей N-винил- Из приведенных данных видно, что амидоя..тарной кислоты в воде или ие-, полиэлектролиты обладают наибольшим о 5

2t тиловом спирте при 40-70 С в течение средством к ионам VO2, константа проч4-10 ч в атмосфере очищенного инертно- ности равна 4,25. го газа в присутствии инициаторов ра- Пример 1. В реактор загружадикального типа. Молекулярная масса ют 5 г метакриламида (g-аминомасляполученных ионитов 20000. 10 ной кислоты), 35 мл спирта и термоста0

Недостатками этого способа являют- тируют 0,5 ч при 70 С. Полимер высася длительность и многостадийность живают серным эфиром, сушат в вакууполучения N-виниламидоянтарной кисло- ме при 30 С. Выход 747, Порошок беты, кроме того, полученные полиэлект- лого цвета растворяется в спиртах, ролиты имеют низкую молекулярную мас- 1g диметилформамиде, водных растворах су. щелочей. Приведенная вязкость 1Х-ного

Целью изобретения является упроще- . спиртового раствора 4,2. COF. no ние процесса синтеза ионитов, получе- 0 1 н. ИаОН 7;2 мг-экв/г. ние полиэлектролитов с высокой моле- Пример 2, В реактор загру кулярной массой. жают 10 г метакриламида (ф.-аминомасПоставленння цель достигается тем, лянной кислоты), 70 мл спирта, начто проводят полимеризацию метакрил- гревают 3 ч до 30 С при перемешиваамида (0-аминомасляной кислоты) в нии. Полимер высаживают серным эфиспирте при 20-70 С в течение 0,5-3 ч. ром, сушат в вакууме при 30 С. Выход

Полученные полиэлектролиты — порош- 25 81Х. Полученный порошок белого цвеки белого цвета, растворяются в спир- та растворяется в спиртах, диметилтах, иметилформамиде, водно-спирто- формамиде, водных растворах щелочей. вой среде, в водных растворах щелочей. Приведенная вязкость 1Х-ного спиртоПриведенная вязкость 1Е-ного спирто- вого раствора 4,7. COE по 0,1 н. ного раствора 4,2-4,7. Молекулярная 30 Na0H 7,6 мг-экв/г. масса, определенная по формуле Я = Предлагаемы способ позволяет по=K No s равна 12,5 ° 10, где t )j- лучать растворимые иониты с высокой вязкость раствора полимера в О, 1 н. молекулярной массой (до 12,5 10 )

Na0H, равная 3,2; К вЂ” константа, спонтанной полимеризацией N-метакрилравная .0,09 10 2 . амида О -аминомаслянной кислоты. Известно, что увеличение молекулярной

Обменная емкость по 0,1 н. Раство массы способствует повышению сорбционру NaOEI 7,9 мг-зкв/г. ных и флокулирующих свойств, Иониты, полученные предложенным Использование в качестве исходноспособом, были использованы для сорб ®О го соединения метакриламида ((-аминоции ионов меди, никеля, кобальта, масляной кислоты) позволяет исключить . лантана, галлия и уранила из водных сложность известных способов (исклюрастворов. Для определения константы чается использование дорогостоящих устойчивости полимерных комплексов . инициаторов радикального типа и инертприменяли потенциометрический метод 45 ного газа), снизить продолжительность титрования ионитов в отсутствие и реакции до 0 5-3 ч, при наличии металл-комплексообразо- Благодаря высокой селективности вателя. Рассчитанные значения логариф предложенные иониты могут быть испольма констант устойчивости (рК = 5,6) зованы в качестве коагулянтов, флокуЖ- 2+ 2 ° 2+ 3+ комплексов 70, Си, Co Ni H La 50 лянтов при очис гке сточных вод, в гид с ионитом при и = 1 составляют 5,25; рометаллургии для выделения и .концен3,76; 3,48; 3,48 и 3,32 соответсттрирования различных ионов металлов венно. при различных значениях рН, В кислых

COF ионитов (равновесие устанавли" средах можно отделить ионы уранила

2+ вается в течение 3-5 мин) по Сп 55 от меди, никеля и галлия, которые в

Ni, Ga (рН 7,0) и V02, La (рН 3-4) кисльгх средах не " г б1

° И 3+ 2+ 3+