Поли-1,2-диметил-5-винилпиридиний диэтилдитиофосфат в качестве флокулянта и способ его получения

Поли-1,2-диметил-5-винилпиридиний диэтилдитиофосфат в качестве флокулянта и способ его получения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

„„952

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.10. 80 (21) 2989005/23-05 3513 М. КП. с присоединением заявки ¹

С 08 F 130/02

С 08 F 8/40

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет ($33 УДК 678. 766..8(088.8) Опубликовано 230882. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 23.08.82 (72) Авторы изобретения

10.A.Íèêîëàåíêî, A.Â.Ïînîâ, П.П.Гнатюк и С.Л.Новикова (71) Заявитель (54) IIOJIH-1, 2-3HNETHJI-5-ВИН ИЛПИРИДИНИЙ

ДИЭТИЛДИТИОФОСФАТ В КАЧЕСТВЕ ФЛОКУЛЯНТА

И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ вЂ” сн--сн,—

ЬСН3 г - ОсаHs. 1 Ъ в ОСу Н

СИ- СН—

-сн-сн,— ц+ СН, сн, О,Сн, 25

+си, где n = 2000-14250.

Изобретение относится к новому соединению на основе 2-метил-5-винилпиридина, конкретнее к поли-1,2-диметил-5-винилпиридиняй диэтилдитиофосфату формулы, которое может быть использовано в качестве эффективного флокулянта, и способу его получения.

Известен поли-1,2-диметил-5-винилпиридиний метилсульфат формулы который получают радикальной полимеризацией 1,2-диметил-5-винилпириди-. ний метилсульфата (1).

Недостатком известного соединения является ограниченная активность его как флокулянта. Действие его основано на ионогенном характере осаждаемых веществ. Применение его для осаждения веществ неионогенного типа, в частности мелкодисперсной суспензии метионина, дает отрицательные

10 результаты

Целью изобретения является улучшение флокулирующих свойств флокулянта, позволяющего одновременно с сохранением прежних свойств вещества, основанных на действии высокоположи15 тельного заряда молекулы полимера, приобрести новые свойства, способствующие осаждению веществ неионогенного типа.

Поставленная цель достигается поли-1,2-диметил-5-винилпиридиний диэтилдитиофосфатом формулы

952859 данной водной среде карбоната натрия, Меньше 15% соли использовать нецелесообразно, так как это снижает производительность и делает реакционную массу болев разбавленной, что затрудняет выделение полимера. При концентрации более 15% наблюдается наличие нерастворимого карбоната натрия.

Затем производят отделение водного слоя от полимера и сушку.

10 Отделение воды от полимера проводится при температуре окружающей среды. Температура сушки 100+2 С (для удаления воды из осадка). Концентрация воды в осадке 20-25%.

)5 Время разделения водного слоя от полимера 5-10 мин, время сушки—

3-4 ч.

Диэтилдитиофосфат натрия — соединение неустойчивое, поэтому промышленность выпускает. его с наполните лем, препятствующим его разложению— карбонатом натрия, при массовом сооТношении компонентов 1:1. Товарное название технического диэтилдитиофосфата натрия — этиловый аэрОфлОт °

Для проведения реакции при получении поли-1-димвтил-5-винилпиридиний диэтилдитиофосфата используют диэтилдитиофосфат натрия, растворенный в насыщенном растворе карбоната натрия, для чего можно готовить водный раствор этилового аэрофлота. Количество воды, необходимое для полного растворения аэрофлота, определяется растворимостью в воде карбоната натрия.

Реакция протекает по схеме

СН- СН— е .М.-CHl сй МО еи

Fl 001Н5

+ nNd-5 — P

-ь и

00 Н5 сн, (0CgHg )

СН OC,HS I

S IINaS0 CH

Строение предлагаемого соединения доказано ИК-спектроскопией, подтверж-45 дено элементным анализом и данными по молекулярной массе. Предлагаемое соединение характеризуется одновременным содержанием в молекуле атома азота с положительным зарядом, атома фосфора, тиогруппы и метильных групп в положении 1,2.

Пример 1. В реактор, снабженный мешалкой, загружают 80 r (0,125 . 10 моль) 25%-ного водного раствора поли-1,2-диметил-5-вийилпиридиний метилсульфата с молекулярной массой 1,6 . 10 и числом мономерных звеньев и 6530. Затем при перемешивании добавляют 111,8 г раствора аэрофлота, содержащего 16,8 r 60 (О, 081 моль) диэтилдитиофосфата натрия и 16,8 r карбоната натрия. Массу

IItpGMGIIIHIIGJoT при .нормальных условиях

15-20 мин. Выпавший полимер отделяют от воды и сушат в сушильном шкафу 65

Элементный анализ.

Вычислено,%

Найдено,% 48,96, 49,02

6,99, 7,11

4;35, 4,46

19,67, 20,05

9;56, 9,78

49,0

6,9

4,4

20,0

9,7

С

Н

Д1

Поли-1,2-диметил-5-винилпиридиний диэтилдитиофосфат получают взаимодействием поли-1,2-диметил-5-винилпиридиний метилсульфата с натриейой солью диэтилдитиофосфорной кислоты при эквимолярном соотношении мономерных звеньев полимера и соли диэтилдитиофосфорной кислоты в растворе карбоната натрия.

Способ получения поли-1,2-диметил-5-винилпиридиний диэтилдитиофосфата осуществляют следующим образом.

Вначале производят прививку кислотного остатка диэтилдитиофосфорной кислоты на исходный полимер.

Температура процесса 20-25ОС, давление атмосферное, время реакции 1520 мин.

Концентрация исходного полимера

15-25 вес.%, меньше 15% полимера использовать нецелесообразно, так как замедляется скорость реакции и выделение образующегося привитого полимера из разбавленных растворов сопряжено с техническими трудностями и дополнительными экономическими затратами. Использование исходного полимера концентрацией более 25% невозможно из-за высоковязкой концентрации. В этом случае реагирующие

I вещества не могут быть равномерно распределены по всей реакционной массе.

Концентрация соли диэтилдитиофосфорной кислоты, равная 15 вес.%, определяется полной растворимостью в при 100+2 С. Вес полученного поли-1,2-диметил-5-винилпиридиний диэтилдитиофосфата — 25,7 г. Выход продукта составляет 99%, считая на загруженный голи-1,2-диметил-5-винилпиридиний метилсульфат. Полимер представляет собой слегка желтоватое комкообразное вещество, растворимое в воде

Молекулярная масса - найдено:

2083000, 2047000, определялась вискозиметрическим методом: и = 6529-6417.

ИК-спектр, см ": 1460-1380 (СНз)

1160 (PO-С Н )

800-650 (P-5) 952859

Формула изобретения — сн — сн,—

ВНИИПИ Заказ 6203/38 Тираж 514 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Пример 2. В реактор, снабженный мешалкой, загружают 80 r (0,4 - 10 4 моль) 25%-ного раствора поли-1,2-диметил-5-винилпиридиний метилсульфата с молекулярной массой

5 10 . Затем при перемешивании добавляют 111,8 г раствора аэрофлота, содержащего 16,8 r (0,081 моль) диэтилдитиофосфата натрия и 16.,8 r карбоната натрия. Массу перемешивают при нормальных условиях 15-20 мин. Выпавший полимер отделяют от воды и су шат в сушильном шкафу при 100 2 С.

Вес полученного поли-1,2-диметил-5-винилпиридиний диэтилдитиофосфата

25,7 г. Выход продукта составляет 15

99%, считая на исходный поли-1,2-диметил-5-винилпиридиний метилсульфат.

Молекулярная масса 650760, n = 2040.

Пример 3. В реактор, снабженный мешалкой, загружают 133 г (0„57 - 10 моль) 15%-ного водного раствора .поли-1,2-диметил-5-винилпипиридиний метилсульфата с молекулярной массой 3,5 - 10 . дальйейший синтез пРоводят аналогично примеру 1. Вес полученного поли-1,2-диметил-5-винилпиридиний .диэтилдитиофосфата 25,7 г. Выход продукта составляет 99%, считая на исходный поли-1 2-диметил-5-винилпиР 30 риданий метилсульфат, Молекулярная масса 4545750, n = 14250.

Эффективность предлагаемого соединения как флокулянта определялась обработкой вод, содержащих ионогенные и неионогенные вещества, раствором поли-1,2-диметил-5-винилпиридиний диэтилдитиофосфата.

Пример .4. В цилиндр, емкостью 500 мл загружают 500 мл суспензии глины (типа "Мергель", диаметр 40 частиц 0,0063 мл), мутность

25000 мг/л и дозируют 4 мл 0,1Ъ-ного водного раствора поли-1,2-диметил-5-винилпиридиний дизтилдитиофосфата.

После 10-15 мин отстаивания вода 45 полностью осветляется. Остаточная мутность отсутствует.

Пример 5. В цилиндр емкостью 500 мл загружают 500 мл суспензии метионина мутностью 25000 мг/л 50 и дозируют 4 мл 0,1%-ного водного раствора поли-1,2-диметил-5-винилпиридиний диэтилдитиофосфата. После

10-15 мин отстаивания вода полностью осветляется. Остаточная мутность 55 отсутствует. . Пример 6. В цилиндр емкостью 500 мл загружают 500 мл суспензии метионина мутностью. 25000 мг/л и дозируют 4 мл 0,1Ъ-ного водного раствора поли-1,2-диметил-5-винилпиридиний метилсульфата. Отстаивание раствора в течение 15-20 мин не приводит к видимому изменению мутности раствора. Образования флокул не происходит °

Как видно из приведенных примеров 4-6, предлагаемое соединение, содержащее тио- и фосфорные группы, обладает расширенной флокулирующей способностью, выражающейся в осаждении частиц ионогенного (глина) и неионогвнного (метионин) характера.

Учитывая, что реальные производственные и бытовые суспензии неоднородны по своему составу и содержат частицы как ионогенного, так и неионогенного типа, применение предлагаемого флокулянта позволяет повысить степень очистки без использования дополнительных флокулирующих компонентов в силу его универсальности. Предлагаемое соединение может быть использовано в качестве флокулянта в различных отраслях народного хозяйства и, в частности, в производстве метионина, где его выделение ведут из мелкодисперсных растворов, что сильно затрудняет процесс фильтрования.

1. Поли-1,2-диметил-5-винилпиридиний диэтилдитиофосфат формулы где п = 2000-14250 в качестве флокулянта.

2. Способ получения поли-1,2-ди- метил-5-винилпиридиний диэтилдитиофосфата, заключающийся в том, что поли-1,2-диметил-5-винилпиридиний метилсульфат подвергают взаимодействию с натриевой солью диэтилдитиофосфорной кислоты при эквимолярном соотношении мономерных звеньев,полимера и соли диэтилдитиофосфорной кислоты в растворе карбоната натрия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СШй 9 3095404, кл. 260-88.3, опублик, 1963 °