Способ получения ионообменного привитого сополимера

Способ получения ионообменного привитого сополимера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

0 П И С А Н И Е (ii)88758l

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресоублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.02.80 (21) 2881267/23-05 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.

С 08F 283!02

С 08J 5/22

Гасударственный комИтет

СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 07.12.81. Бюллетень № 45 (53) УДК 661.183.123. .2 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.12.81

И. Ф. Осипенко и В. И. Мартинович

Институт физико-органической химии АН Белорусскдй CCP

I (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИОНООБМЕННОГО

ПРИВИТОГО СОПОЛИМЕРА

Изобретение относится к способам получения привитых сополимеров, а именно привитого сополимера полиэтилентерефталата с акриловой кислотой, представляющего интерес как катионообменный материал.

Известно, что прививка к полимерам мономеров, содержащих ионогенные группы, позволяет получить полимерные материалы, обладающие ионообменными свойствами. Статическая обменная емкость привитых сополимеров пропорциональная содержанию в них полимера, содержащего ионогенн ые груп п ы.

Известен способ получения привитых сополимеров полиэтилентерефталата с полиакриловой кислотой радикальной привитой сополимеризацией.

Однако по известному способу не удается получить пленки с большим содержанием привитой полиакриловой кислоты и, следовательно, значительной статической обменной емкостью и влагопоглощением, поскольку прививка идет в приповерхностных слоях пленок.

Наиболее близким к заявленному является способ получения привитых ионообменных полимеров обработкой пленки полиэтилентерефталата раствором акриловой кислоты в смеси дихлоруксусной кислоты и воды в присутствии ингибитора гомополимеризации и дальнейшей радикальной привитой сополимеризацией.

По этому способу пленки полиэтилентерефталата погружают в раствор, содержа5 щий акриловую кислоту, дихлоруксусную кислоту и воду в соотношении 10: 77: 13 по объему. Для устранения гомополимеризации в раствор добавляют 10 — моль/л СиС12.

Ампулы вакуумируют (10 — мм рт. ст.) и

io запаивают. После достижения равновесного набухания ампулы с пленками подвергают о-облучению дозой 7,1 Мрад (мощность дозы 456 рад/мин, продолжительность облучения 260 ч), отмывают и высушивают. По15 лученные по этому способу привитые пленки содержат, однако, только 37% полиакриловой кислоты по отношению к массе исходной полиэтилентерефталатной пленки, имеют статическую обменную емкость

4,3 мг экв/г и влагопоглощение 15%, что является недостаточным для создания высокоэффективных ионообменных мембран.

Кроме того, в процессе прививки происходит частичное растворение полиэтилентерефталата. Указанный способ требует тщательного вакуумирования реакционной среды.

Целью изобретения является упрощение процесса прививки, повышение содержания привитой полиакриловой кислоты в сополи887581

3 мере, увеличение статической обменной емкости и влагопоглощения привитого сополимера полиэтилентерефталата с акриловой кислотой.

Указанная цель достигается тем, что в способе получения ионообменного полимера, включающем обработку пленки полиэтилентерефталата раствором акриловой кислоты в присутствии ингибитора гомополимеризации и дальнейшую радикальную привитую сополимеризацию, пленку полиэтилентерефталата предварительно подвергают набуханию в 1 — 10 /ц-ном растворе перекиси бензоила и дихлорэтане в течение

1 †1 мин и обработку раствором акриловой кислоты и привитую сополимеризацию осуществляют путем выдерживания набухшей пленки в течение 20 — 40 мин в 5—

15 / -ном водном растворе акриловой кислоты и дальнейшего нагревания при 75—

85 С в течение 6 — 10 ч в присутствии в качестве ингибитора гомополимеризации соединения формулы FeSO4(NH4)qSO4 6Н О, Сущность предлагаемого способа заключается в том, что при обработке пленок раствором перекиси бензоила в дихлорэтане происходит .одновременно набухание полиэтилентерефталата, вызывающее разрыхление его структуры и увеличение диффузии акриловой кислоты в пленку, и введение инициатора привитой сополимеризации.

Пример 1 (по прототипу). Пленку полиэтилентерефталата помещают в ампулу с раствором, содержащим акриловую кислоту, дихлоруксусную кислоту и воду в соотношении 10: 77: 13 по объему и

10 — моль/л CuCI . Ампулу вакуумируют (10 — мм рт. ст.) запаивают и после набухания пленки в течение 30 мин в указанном растворе облучают у-лучами Со" (доза

7,1 Мрад, мощность дозы 456 рад/мин, продолжительность облучения 260 ч) . Затем пленку извлекают, отмывают кипящей водой в течение 6 ч и сушат на воздухе до постоянной массы. Содержание привитой полиакриловой кислоты в сополимере составляет 37 /ю, статическая обменная емкость равна 4,3 мг экв/г, влагопоглощение 15 / .

Пример 2. Пленку полиэтилентерефталата погружают в 5 -ный раствор перекиси бензоила в дихлорэтане, выдерживают в нем в течение 60 мин при комнатной температуре, просушивают в течение 10 мин, затем помещают в 10 / -ный раствор акриловой кислоты в воде, содержащий 0,1

FeSO4 (NH<) 504 6Н О (ингибитор гомополимеризации), выдерживают в нем в течение 30 мин и нагревают в течение 8 ч при

80 С. Через час после окончания нагревания пленку извлекают, отмывают кипящей водой в течение 6 ч и сушат на воздухе до постоянной массы. Содержание привитой полиакриловой кислоты в сополимере составляет 86 /, статическая обменная емкость равна 8,0 мг-экв/г, влагопоглощение 37 / .

1r) о

95 зо

4О

55 бО

Пример 3. Условия прививки те же, что в примере 2, только время набухания пленки в растворе перекиси бензоила в дихлорэтане составляет 1 мин. Содержание привитой полиакриловой кислоты составляет

61 /ю, статическая обменная емкость равна

6,4 мг экв/г, влагопоглощение 26 / .

Пример 4. Условия прививки те же, что в примере 2, только врмя набухания пленки в растворе перекиси бензоила в дихлорэтане составляет 120 мин. Содержание привитой полиакриловой кислоты составляет

89 /ц, статическая обменная емкость равна

8,1 мг экв/г, влагопоглощение 38 / .

Пример 5. Условия прививки те же, что в примере 2, только концентрация раствора акриловой кислоты в воде составляет 5 .

Содержание привитой полиакриловой кислоты составляет 71 /, статическая обменная емкость равна 7,6 мг экв/г, влагопоглощение 30 /

П р и и е р 6. Условия прививки те же, что в примере 2, только концентрация раствора акриловой кислоты в воде составляет 15 / .

Содержание привитой полиакриловой кислоты составляет 87 /, статическая обменная емкость равна 8,0 мг экв/г, влагопоглощен,ие 37 в/о

Пример 7. Условия прививки те же, что в примере 2, только время выдерживания пленки в растворе акриловой кислоты в воде составляет 20 мин. Содержание привитой полиакриловой кислоты составляет

67 /, статическая обменная емкость равна

7,1 мг.экв/г, влагопоглощение 28 / .

Пример 8. Условия прививки те же, что в примере 2, только время выдерживания пленки в растворе акриловой кислоты в воде составляет 40 мин. Содержание привитой полиакриловой кислоты составляет

86 /, статическая обменная емкость равна

8,0 мг экв/г, влагопоглощение 37 / .

Пример 9. Условия прививки те же, что в примере 2, только время нагревания пленки в растворе акриловой кислоты составляет 6 час. Содержание привитой полиакриловой кислоты составляет 60 /, статическая обменная емкость равна 6,4 мг. экв/г, влагопоглощение 26 /, Пример 10. Условия прививки те же, что в примере 2, только время нагревания пленки в растворе акриловой кислоты составляет 10 час. Содержание привитой полиакриловой кислоты составляет 87 /, статическая обменная емкость равна 8,0 мг ° экв/г, влагопоглощение 37 / .

В приведенной ниже таблице представлены данные выполнения способа получения ионообменного привитого сополимера.

Полученная по предлагаемому способу пленка содержит 86 /р привитой полиакриловой кислоты, имеет статическую обменную емкость 8,0 мг экв/г и влагопоглощение 37 /, тогда как пленка, полученная по известному способу, содержит 37 приви887581

Продолжи тельность нагревания пленок в растворе акриловой кислоты, мин

Продолжительность набухания пленок в растворе акриловой кислоты, мин

Статическая обменная емкость по 0,1 н.

NaOH, мг-экв/г

Содержание привитой полиакриловой кислоты в пленке, у от массы полиэтилентерефталата

Продолжительность обработки пленок 50у.-ным раствором перекиси бензоила в дихлорэтане, мин

Концепт рация раствора акрило вой кис лоты, У0

В агопогло щение, у, Пример фо

4,3

6,4

8,0

8,1

7,6

S,0

7,1

8,0

6,4

8,0

37

G1

86

89

71

87

67

86

26

37

38

37

28

37

2G

1

3

5 б

8

10

8

8

8

6

1

Составитель Г. Русских

Техред А. Камышиикова

Редактор Е. Дайч

Корректор О. Силуянова

Заказ 2512/18 Изд. № 643 Тираж 530 Подписное

НПО «Поиск> Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 той полиакриловой кислоты, имеет статическую обменную емкость 4,3 мг.экв/г и влагопоглощение 15%.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить по сравнению с известным способом содержание привитой полиакриловой кислоты в 2,3 раза, статическую обменную емкость в 1,9 раза и влагопоглощение в 2,4 раза. Продолжительность прививки сокращается более чем в

20 раз. Привитая полиакриловая кислота равномерно распределена по сечению пленки. Способ не требует вакуумирования реакционной среды и использования у-облучения.

Полученные пленки могут быть использованы в качестве катионообменных материалов, в частности катионообменных мембран.

Формула изобретения

Способ получения ионообменного привитого сополимера путем обработки пленки полиэтилентерефталата раствором акриловой кислоты в присутствии ингибитора гомополимеризации и дальнейшей радикальной привитой сополимеризации, отл и ч а ющийся тем, что, с целью повышения содержания полиакриловой кислоты в colloлимере, увеличения обменной емкости и влагопоглощения привитого сополимера, пленку полиэтилентерефталата предвари10 тельно подвергают набуханию в 1 — 10 /О-НоМ растворе перекиси бензоила в дихлорэтане в течение 1 — 120 мин и обработку раствором акриловой кислоты и привитую сополимеризацию осуществляют путем выдерживания набухшей пленки в течение 20 — 40 мин в 5 — 15%-ном водном растворе акриловой кислоты и дальнейшего нагревания при 0

75 — 85 С в течение б — 10 ч в присутствии в качестве ингибитора гомополимеризации соединения формулы FeSO4 (NH4) яSO4.

° 6Н20.