Способ получения анионитов
Иллюстрации
Показать всеРеферат
Союз Советскии
Социапистичесиик
Республик
О И С А Н И Е ()907010
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 19.06.80(21) 2941825/23-05 с присоединением заявки .% (23) Приоритет
Опубликовано 23.02,82, Бюллетень № 7
Дата опубликования описания 25 ° 02 .82 (51)М. КЛ.
С 08 F 226/06
С 08 F 230/08
С 08 F 8/00
С 08 J 5/20 (53) УДК661.183. .123.3(088,8) Государственный комитет по делам изооретеиий и открытий (72) Авторы изобретения
Е. Е. Ергожин, Е. И. Менлигазиев и И. К (7I) Заявитель
Институт химических наук AH Казахской (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНИОНИТОВ
Изобретение относится к синтезу полимерных материалов с ионообменными свойствами, которые могут быть использованы для обратимой сорбции и концентрирования ионов металлов в гидрометаллургии, для выделения и очистки антибиотиков, витаминов, гормонов, в процессах водоподготовки в качестве катализаторов химических реакций и т.д.
Известен способ получения кремниисодержащего катионита сополимеризацией аллилтриэтоксисилана с ненасыщенным алифатическим мономером (в частности метакриловой кислотой)
15 с последующим гидролизом полученного сополимера (13, Известен также способ синтеза материалов с анионообменными свойствами на основе силикагеля. Продукт получают путем радиационной прививки винилпиридина под действием ускоренных электронов на линейном ускорителе
У- 12 (E - 5 мэВ). Для прививки используют стеклянные ампулы, состоящие из отделений для мономера .(питателя) и носителя (реактора). Для предотвращения преждевременного контакта между питателем и реактором впаивают тонко" стенную перегородку. Силикагель предварительно прогревают 3 ч при 150 С о в вакууме (23.
Недостатками этого способа являются применение для прививки дорогостоящих установок (ГУГ- 120 и У- 12), проведение процесса в запаянных ампулах в высоком вакууме (8- 10.10 тор).
Наиболее близким к изобретению является способ получения анионитов путем обработки силикагеля парами винил. трихлорсилана с последующей сополимеризацией с метилвинилпиридином. Обработку проводят s эксикаторе в течение 1 сут при комнатной температуре.
После десорбции непрореагировавшего винилтрихлорсилана и гидролиза атомов хлора при отмывке дистиллированной водой до исчезновения в промыв9070 зации при высокой температуре (225 С) . применение автоклава и низкая обменная емкость попученных продуктов (1, 3 мг-экв/г) .
Цель изобретения — упрощение про-, 35
45
50 ных водах ионов хлора продукт сушат
12 ч при 150оC. Затем проводят взаимодействие с метилвинилпиридином при 225оС в течение 6 ч в автоклаве.
Статическая обменная емкость ионита
1 „3 мг-экв/г (3).
Недостатками известного способа являются многостадийность процесса (адсорбция, гидролиз, сополимеризация), проведение реакции сополимерицесса синтеза пи ридинсодержащих кре нийорганических анионитов и улучшение их физико-химических свойств.
Поставленная цель достигается тем„ что согласно способу получения анионитов взаимодействием производных винилпиридина с кремнийсодержащим соединением, в качестве производных винилпиридина используют полимеры
2-метил-5- винилпиридина или 4-винилпиридина и в качестве кремнийсодержащего соединения используют фенил-2,3-хлорпропоксисилан и взаимодействие осуществляют при 30-100 С в течение
3-5 ч
В результате получают аниониты с выходом 92-97i с обменной емкостью по 0 1 н. HC1 3 4 6,0 лг-экв/г и по
0,1 н. NaC1 0,2-1,0 кг-экв/г; с механической прочностью 92-943, термостабильностью в воде 983, максимальной рабочей температурой 130оC химической стойкостью к растворам минеральных кислот и щелочей (100io) s растворах окислителей до 853.
П р и и е р 1. B трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, термометром и капельной воронкой,загружают 21,8 г (0,2 моль) 2-метил-5-поливинилпиридина в 70 г диметилформамида и добавляют при перемешивании 48,9 г (О, 1 моль) фенил-2, 3"
-хлорпропоксисилана. Реакцию проводят при 80 С в течение 5 ч.
Гель дробят, рассеивают, отбирают францию с размером гранул 0,751,00 мм, промывают диметилформамидом, обрабатывают Я-ными растворами НС1 и Na0H последовательно, отмывают дистиллированной водой до нейтральной реакции фильтрата. Полученная смола черного цвета имеет следующие показатели: СОЕ по 0,1 н. раствору НС 1
5,2 мг-экв/г, по 0,1 í. NaC1 0,4 мг- го
10 Д экв/г, плотность в гидратированном состоянии 0,9053, в негидратированном
0,8145 г/мл; набухаемость 2,8 мл/г; механическая прочность 951.
П ри ме р 2. 109 г (01 моль)
2-метил-5-поливинилпиридиHa растBopRют в 60 мл диметилформамида и добавляют при перемешивании 48,9 г (О, 1 моль) фенил-2, 3-хлорпропоксисилана. Конденсацию проводят при 100чС в течение 3 ч. Обработку ионита проводят по примеру 1. Днионообменник имеет следующие свойства: СОЕ по
0,1 н, НС1 4 7; по 0,1 í. NaC1
0,3 мг-экв/г; плотность в гидратированном состоянии 0,9142, в негидратированном 0,8274 г/мл; набухаемость
3, 1 мл/г; механическая прочность
943, П ри ме р 3. 31,5 r (0,3 моль)
4- поли винилпи ридина растворяют в
80 г диметилформамида и прикапывают при перемешивании 48,9 г (0,1 моль) фенил-2,3-хлорпропоксисилана. Конденсацию проводят при 80 С в течение 4 ч.
Обработку конечного продукта проводят по примеру 1. йнионит имеет следующие показатели: СОЕ по 0,1 н. раствору НС1 5,1 мг-экв/г; COE по 0,1 н.
NaC1 0,4 мг-экв/г; плотность в гидратированном состоянии 0,9173, в негидратированном состоянии 0,8025 г/мл; набухаемость 2,7 мл/г; механическая прочность 903.
Пример 4. 32,7 г (0,3 моль)
2-метил-5-поливинилпиридина растворяют в 82 г диметилформамида и добавляют по каплям 48,9 г (0,1 моль) фенил-2,3-хлорпропоксисилана. Реакцию проводят при 100 С в течение 3 ч. Обработку ионита проводят по примеру 1.
Конечный продукт имеет следующие характеристики: СОЕ по 0,1 н. НС1
6,0 мг-экв/г; по 0,1 í. N аС1 1,0 мгэкв/г; плотность в гидратированном1 состоянии 0,9374, в негидратированном состоянии 0,8464 г/мл;. набухаемость
3,5 мл/г; механическая прочность
923.
При обработке анионитов на основе фенил-2,3-хлорпропоксисилана и поливинилпиридинов 5 н. растворами кислот. и щелочей не наблюдается снижения величины обменной емкости, Лишь при использорании 103-ной Н О величина потери обменной емкости составляет не более 154. При кипячении анионитов в воде в течение 48 ч снижение С0Е на 23.
Минимальная рабочая температура, i5
Анионит
СОЕ, мг- экв/
0,1 н.
НС1
0,1
NaCl
Предлагаемый 4,7-6,0 0,3-1,0
130 зо
9,810,5
AB-16
35-"5
Нет
АВ-18
3,0
Нет
130
Известный 1,3
Нет
Данные отсутствуют
В
Синтезированные пиридинсодержа-. щие аниониты могут быть использованы для селективного концентрирования элементов P t- группы, комплексные соединения этих ионитов с переходйыми металлами — в качестве катализаторов
5 9070
Таким образом, при использовании для синтеза анионитов доступных поливи нилпи риди нов и реакционноспособного фенил-2, 3-хлорпропоксисилана полу.чены по упрощенной схеме сетчатые 5 полиэлектролиты, отличающиеся от известных полимеров на основе винилпиридинов высокой термической и химической стойкостью, ионообменной и солерасщепляющей способностью.
) 10 6 различных органических реакций, для сорбции фенола, галоидов и т.д. формула изобретения
Способ получения анионитов взаимодействием производных винилпиридина с кремнийсодержащим соединением, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса синтеза пиридинсодержащих кремнийорганических анионитов и улучаения их физикохимических свойств, в качестве производных винилпиридина используют полимеры 2-метил-5- винилпиридина или
4-винилпиридина и в качестве кремнийсодержащего соединения используют фенил-2,3-хлорпропоксисилан и взаимодействие осуществляют при 86- 100 С в течение 3-5 ч.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
М 209748, кл. C 08 F 230/08, 1966.
2. Корвак В.В. и др. Радиационнохимическая прививка винилпиридинов и поверхности силикагеля. -"Высокомолекулярные соединения," 1978, серия А, т. 20, Р 5, с. 1010.
3. Авторское свидетельство СССР
Н 300468, кл. С 07 F 7/00, 1969 (прототип}.
Составитель Г. Русских
Р а стор Г. Кацалап Техред И. Гаиду КорректорГ. Назарова
Тираж 512 Подписное
ВНИИПИ Государственного коыатета СССР по делам изобретений и открытий
11)ОЯ Москва И-Я Рарвская наб. g. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,