Способ получения ионитов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

<и) 469257

Сова Севетскнк

Соцналнстнческнк

Реснублнк (-51) М. Кл. С 08f 27/22 (22) Заявлено 18.08.70 (21) 1474920/23-5 (32) Приоритет 19.08.69 (31) 851456 (33) США

Опубликовано 30.04.75. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 20.08.75

Государственный номнтет

Совета йтнннстров CCCP но делаи нзобретеннй н открытнй (53) УДК 661.183.123.3 (088.8) (72) Автор изобретения

Иностранец

Роберт Вини Волкер (США) Иностранная фирма

«Ром энд Хаас Компаии> (США) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИОНИТОВ

Res — NRR„ (61) Зависимьш от патента

Изобретение относится к области создания синтетических ионообменных смол, используемых в качестве сорбентов, комплексообразователей и для других целей.

Известен способ получения ионитов, содержащих третичные аминоокисные группы, путем окисления структурированных сополимеров, содержащих третичные гетероциклические аминогруппы.

Однако такой способ позволяет получать .иониты с невысокой физической стабильностью, определяемой значительным изменением объема ионитов при переводе из одной ионной формы в другую, а также с невысокой емкостью по полярным соединениям.

С целью устранения указанных недостатков предлагается способ получения ионитов, согласно которому в качестве структурированных сополимеров используют сополимеры, содержащие третичные алифатические или негетероциклические ароматические аминогруппы.

В качестве исходных аминосополимеров могут быть использованы полимеры общей формулы где Res — сополимерная структурированная матрица, R u Ri — алкильные, арильные, алкарильные, аралкильные группы (например, метил, этил, пропил, гексил, фенил, бензил и др.) или R и R> образуют с атомом азота насыщенное гетероциклическое кольцо или

5 иные аминогруппы (например, пирролидинил-, пиперидино-, морфолино-группы) .

Исходные аминосополимеры могут быть гелевого или макросетчатого типа, матрицы которых представляют собой сшитые сополпме10 ры мононенасыщенного и полиненасыщенного ма номеров известных типов, как, например, сополимеры стирола илп эфира акриловой кислоты с дивинилбензолом и др. Количество сшивающего агента в сополимере 2 — 20 мол.%, 15 предпочтительно 3 — 10 мол. %. Получают матричные сополимеры известным образом, например, суспензионной радикальной сополимеризацией в водном растворе с образованием сополимеров гелевого типа или суспен20 зионной радикальной сополимеризацией в присутствии растворителя — осадителя с образованием макросетчатых сополимеров.

Введение третичных аминогрупп в сополимеры проводят известными методами, наприМер, галоидметилированием винилароматического сополимера и последующим аминированием вторичным амином или взаимодействием полимерного сшитого эфира с амином, 469257

Предмет изобретения

Составитель С, Васюков

Корректор В. Брыксина

Редактор Н, Спиридонова

Текред Г. Дворина

Заказ 1958/7 Изд. № 1444 Тираж 496 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Рзушская наб., д. 4/5

Сину овп, 2

Типография, пр.

В качестве исходных сополимеров могут быть использованы и поликонденсационные полимеры, как, например, продукт взаимодеиствия эпигалоидгидрина с полиалкиленполиамином и др.

Перевод третичных аминогрупп в сополимерах в третичные аминоокисные груш1ы проводят действием окислителя, например, перекиси водорода, Степень конверсии регулируют изменением времени реакции, температурой, количеством перекиси водорода и другими параметрами. ля достижения практически полной конверсии реакцию ведут — 144 час при 25 — 30"С, используя около 3 моль перекиси водорода на 1 моль третичных ачипогрупп, Условия окисления должны обеспечивать превращение от 5 до 100% аминагрупп в аминоокисные.

Синтезированные аниониты, содержащие третичные аминоокисные группы, ооладают повышенной физической стаоильностью — ани более стойки к растрескиванию после ооработки в цикле кислота — щелочь.

Синтезированные аниониты могут быть использованы в качестве адсорбентов для удаления полярных компонентов из неполярных соединений, например, для поглощения фенола или алифатических спиртов из органических растворителей, причем емкость аминоокисной смолы в 1,7 — 1,9 раза выше, чем для неконвертируемой смолы.

Пример 1. В однолигровую трехгорлую колбу, снабженную мешалкои, термометром ,и газоотводной трубкой, загружают 1 моль макросетчатой слабоосновной анионообменной смолы на основе сополимера стирала и дивинилбензола, содержащей третичные аминогруппы, 3 моль 30 -ной перекиси водорода и

150 мл деионизированной воды. Выделяющийся газ собирают. Образующуюся суспензию перемешивают при комнатной температуре в течение 6 дней. Температуру реакции поддерживают не выше 30 С. Затем смолу промывают деионизированной водой до отсутствия реакции на перекись водорода по 20%ному раствору йодистого натрия, подкисленного уксусной кислотой, отфильтровывают и упаковывают во влажном состоянии. Степень конверсии — 100%, Смола имеет следующие характеристики: емкость слабоосновная

3,68 мг-экв/г, емкость сильноосновная

0,55 мг-экв/г, емкость анионообменная

4,23 мг-экв/г, содержание твердого вещества

4

34,6%; для исходной смолы соответственно;

4,02; 0,21; 4,23 и 41,4.

После 4 циклов обработки 10 -ной уксусной кислотой и 4%-ным раствором гидроокиси натрия количество разрушенных гранул—

2,3%, для неконвертируемай смолы — 28% .

11р и м ер 2. В условиях примера 1 сме-. шивают 100 г слабоосновной смолы гелевого типа на основе сшитого эфира акриловой кислоты, содержащей третичные аминогруппы, 120 r 30%-ной перекиси водорода и 15и мл деионизированной воды, и проводят реакцию при комнатной температуре в течение 3 дней.

11осле отмывки получа1от смолу с анионообменной емкостью 6 мг-экв/г и содержанием твердого вещества 32,4%

Для исходной смолы анионообме11ная емкость 6,13 мг экв/г, содержание твердого вещества 43,5%.

Приме р 3. 150 r (0,5 моль, 33,5% твердого вещества) анионита — продукта конденсации эпихлоргидрина и триэтилентетрамина — и 11,3 г (0,1 моль) 30%-ной перекиси водорода загружают в реакционный сосуд, снабженный мешалкой, термометром и газоотводной трубкой, соединенной с перевернутым градуированным цилиндром для измерения выделения кислорода, Температура медленно поднимается до 32"С, и затем смесь перемешивают в течение суток. Смолу промывают и отфильтровывают. Степень конверсии около 25%, Смола имеет следующие характеристики: емкость слабооснованная

l0,39 мг-экв/г, емкость анионообменная

10,5 мг-экв/г, содержание твердого вещества 32,4%; соответственно для исходной смолы: 11,11; 0,10; 11,21 и 33,5%. Количества разрушенных гранул после 4-х циклов ооработки 6%, для неконвертируемой смолы—

28%.

Способ получения ионитов, содер)кащих третичные аминоокисные группы, путем окисления структурированных сополимеров, содержащих третичные аминогруппы, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения физической стабильности и емкости, в качестве структурированных сополимеров используют сополимеры, содержащие третичные алифатические или негетероциклические ароматические аминогруппы.