Сополимер диаминодиэтилакриламида, полиакриловой кислоты, дивинилбензола и этилстирола в качестве сорбента для ксиленолового оранжевого

 

Использование: сорбция ксиленолового оранжевого. Сущность изобретения: аминирование сополимера метилакрилата с 3 - 7 мас. % дивинилбензола и 2,7 - 6,4 мас. % этилстирола 80 - 90% -ным водным раствором диэтилентриамина при 130 - 145 С. Получают сополимер структуры где K = 34,1 - 58,6 мол. % , L = 30,7 - 45,5 мол. % , m = 2,1 - 5,1 мол. % , n = 1,9 - 4,6 мол. % .

Изобретение относится к высокомолекулярным сшитым сополимерам и представляет собой сополимер диаминодиэтилакриламида/ полиакриловой кислоты/ дивинилбензола и этилстирола следующей формулы: -CH -CH₂- -CH где K = 34,1 - 58,6, L = 30,7 - 45,5, m = 2,1 - 5,1, n = 1,9 - 4,6 мол. % .

Сополимер может быть использован для сорбции ксиленолового оранжевого при очистке сточных вод.

Сополимер получают аминированием диэтилентриамином сополимера метилакрилата с дивинилбензолом/ содержащим этилстирол.

Известен сополлимер N - дипропионатдииминоэтилакриламида с дивинилбензолом/ имеющий следующую структурную формулу: CH₂-CH-C Такой сополимер получают обработкой сополимера акрилонитрила с дивинилбензолом вначале диэтилентриамином, а затем акриловой кислотой, для введения карбоксильных групп.

Известный сорбент характеризуется низкой обменной емкостью по ксиленоловому оранжевому (не более 0/01 ммоль/г).

Известен полимер представляющий собой сополимер N - диацетаминоэтилакриламида с дивинилбензолом и этилстиролом/ следующей структурной формулы: -CH Такой сополимер является структурным аналогом и получен аминированием 70-72% -ным водным раствором этилендиамина сополимера метилакрилата с дивинилбензолом и этилстиролом с последующим карбоксилированием галоидкислотами.

Сополимер имеет низкую сорбцию по ксиленоловому оранжевому. Так при сорбции из раствора с концентрацией красителя 1,5˙10^-3 М, сорбция как при соотношении раствор: ионит 100: 1, так и при соотношении 200: 1 составляет 0,003 ммоль/г.

Целью изобретения является создание сополимера диаминодиэтилакриламида и полиакриловой кислоты с дивинилбензолом и этилспиролом в качестве сорбента для ксиленолового оранжевого.

Поставленная цель достигается аминированием сополимера метилакрилата с 3-7 мас. % дивинилбензола и 2,7-6,4 мас. % этилстирола 80-90% -ным водным раствором диэтилентриамина при 130-145^оС в течение 10 ч.

Такой сополимер позволяет получить сорбент с высокой сорбционной емкостью к ксиленоловому оранжевому, благодаря пространственно-разделенному расположению амино и карбоксильных групп, причем в своей структуре на 1 карбоксильную группу он содержит 1,5-3,8 аминогрупп, в то время как у структурного аналога на 2 карбоксильные группы приходится 1 аминогруппа.

П р и м е р 1. В трехгорлую колбу с мешалкой и обратным холодильником загружают 100 г сополимера метилакрилата с 3% дивинилбензола, 2,7% этилстирола, 300 мл 85% -ного водного раствора диэтилентриамина, смесь выдерживают при температуре 130^оС в течение 10 ч. По окончании реакции смесь охлаждают до 30^оС, отделяют гранулы, промывают горячей водой до рН 4,5, полученный сополимер имеет соотношение карбоксильных и аминогрупп 1: 2,1 и его состав определяется следующими значениями переменных в общей структурной формуле: K = 44,1, L = 41,3, m = 2,1, n = 1,9 мол. % .

Элементный анализ Вычислено, % : C 54,5; H 8,2; O 20,9; N 16,4 Найдено, % : С 52,1; Н 7,5; О 24,6; N 15,8.

В ИК-спектре сополимера наблюдаются полосы поглощения: 1550 см^-1 и 1660 см^-1 - отвечают асимметричным валентным коле- баниям амидной группы - 1710 см^-1 отвечает валентным колебаниям карбоксильной группы - С = О.

Обменная емкость полученного сополимера при сорбции ксиленолового оранжевого из раствора с концентрацией 1,5˙10^-3 М при соотношении раствор: сополимер 100: 1 составляет 0,063 ммоль/г, а при соотношении 200: 1 составляет 0,1 ммоль/г.

П р и м е р 2. В трехгорлую колбу с мешалкой и обратным холодильником загружают 100 г сополимера метилакрилата с 5% дивинилбензола и 4,5% этилстирола и добавляют 300 мл 80% водного раствора диэтилентриамина. Смесь выдерживают при температуре 145^оС в течение 10 ч. По окончании реакции смесь охлаждают до 30^оС, отделяют гранулы и промывают горячей водой до рН 4,5.

Готовый продукт имеет соотношение карбоксильных и аминогрупп 1: 2,8, а его состав определяется следующими значениями переменных в общей структуре сополимера, в моль. % : K = 51,0, L = 36,4, m = 3,6, n= 3,2.

Элементный анализ Вычислено, % : C 55,36; H 8,48; O 17,24; N 17,87 Найдено, % : C 53,9; H 7,78; O 20,92; N 17,4
В ИК-спектре сополимера наблюдаются полоса поглощения: 1550 см^-1 и 1660 см^-1 - отвечают асимметричным валентным коле- баниям амидной группы - 1710 см^-1 - отвечает валентным колебаниям карбоксильной группы - С = О.

Сорбция ксиленолового оранжевого из раствора с концентрацией 1,5˙10^-3 М при весовом соотношении раствор: сополимер 100: 1 составляет 0,072 ммоль/г, а при соотношении 200: 1 - 0,078 ммоль/г.

П р и м е р 3. В трехгорлую колбу с мешалкой и обратным холодильником загружают 100 г сополимера метилакрилата с 3% дивинилбензола и 2,7% этилстирола и добавляют 300 мл 90% -ного водного раствора диэтилентриамина. Смесь выдерживают при температуре 145^оС в течение 10 ч.

Полученный отмытый сополимер имеет соотношение карбоксильных групп к аминогруппам 1: 3,8, а его состав определяется следующими значениями переменных в общей структурной формуле, мол. % : K = 58,6, L = 30,7, m = 2,1, n = 1,9.

Элементный анализ
Вычислено, % : С 54,6; Н 8,7; О 17,1; N 19,6.

Найдено, % : С 52,0; Н 8,0; О 23,1; N 16,9.

В ИК-спектре сополимера наблюдаются полосы поглощения: 1550 см^-1 и 1660 см^-1 - отвечают асимметричным валентным коле- баниям амидной группы - 1710 см^-1 - отвечает валентным колебаниям карбоксильной группы - С = О.

Сорбция ксиленолового оранжевого из раствора с концентрацией 1,5˙10^-3 М при соотношении раствор: сополимер 100: 1 составляет 0,057 ммоль/г, а при соотношении 200: (1 - 0,084) ммоль/г.

П р и м е р 4. В трехгорлую колбу с мешалкой и обратным холодильником загружают 100 г пористого сополимера метилакрилата с 7% дивинилбензола и 6,4% этилстирола и добавляют 300 мл 85% -ного раствора диэтилентриамина. Смесь выдерживают при температуре 135^оС в течение 10 ч.

Готовый продукт имеет соотношение карбоксильных и аминогрупп, как 1: 1,5, а его состав определяется следующими значениями переменных в общей структурной формуле, в мольных % : К = 34,1; L = 45,5, m = 5,1, n = 4,6.

Элементный анализ
Вычислено, % : C 57,1; H 8,0; O 21,7; N 13,2.

Найдено, % : C 55,2; H 7,2; O 24,6; N 12,9.

В ИК-спектре сополимера наблюдаются полосы поглощения: 1550 см^-1 и 1660 см^-1 - отвечают валентным колебаниям амидной группы - 1710 см^-1 - отвечает ва- лентным колебаниям карбоксильной группы - С = О.

Сорбции ксиленолового оранжевого из раствора с концентрацией 1,5 ˙ 10^-3 при соотношении раствор: сополимер 100: 1, составляет 0,034 ммоль/г, при соотношении 200: (2 - 0,069) ммоль/г. (56) Заявка Японии N 63-125505, кл. C 08 F 8/44, опублик. 1988.

Авторское свидетельство СССР N 280843, кл. С 08 J 5/20, 1970.

Формула изобретения

Сополимер диаминодиэтилакриламида, полиакриловой кислоты, дивинилбензола и этилстирола общей формулы


где K = 34,1 - 58,6 мол. % ;
L = 30,7 - 45,5 мол. % ;
m = 2,1 - 5,1 мол. % ;
n = 1,3 - 4,6 мол. % ,
в качестве сорбента для ксиленолового оранжевого.