Способ получения водорастворимого полиэлектролита

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМОГО ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТА путем хлорметилирования полистирола с последующим аминированием третичным амином, взятым в избытке, отличающийся тем, что, с целью увеличения молекулярной массы полиэлектрояита и его флокуляционной способности , аминирование осуществляют в присутствии вторичного амина, при. молярном соотношении вторичного амина и хлорметилированного полистирола, равном 0,01-0,16:1.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН (191 (11) 1(511 С 08 F 8/32 i С 08 F 112/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2782589/23-05

-(22) 04 ° 05.79 (46) 30.03.85. Бюл. Ф 12 (72) Б.н. Трушин, Л.А. Амбург и А.В. Пашков (71) Кемеровский научно-исследовательский институт химической промьииленности Кемеровского научно-производственного объединения "Карболит". (53) 661. 183. 123 (088 ° 8) (56) 1. Патент США У 2694702, кл. 260-93.5, опублик. 1954.

2 ° Авторское свидетельство СССР

Ф 671297, кл. С 08 F 112/14, 1978 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИИОГО ПОЛИЗЛЕКТРОЛИТА путем хлорметилирования полистирола с последующим аминированием третичным амином, взятым в избытке, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличения молекулярной массы полиэлектролита и его флокуляционной способности, аминирование осуществляют в присутствии вторичного амина, при,молярном соотношении вторичного амина и хлорметилированного полистирола, равном 0,01-0,16: 1.

770080

Изобретение относится к области синтеза высокомолекулярных соедине, ний, а именно катионных водорастворимых полиэлектролитов на основе полистирола и может быть использовано при очистке природных.и сточных вод, обезвоживании шламов и др.

Известен способ получения катионного водорастворимого полиэлектролита на осове полистирола путем его 1Î хлорметнлирования и последующего аминирования Я .

Такой способ не пригоден для осуществления в промышленных условиях, так как для получения поли- 15 электролита с большой молекулярной массой {вязкость 0.,5%-ного водного раствора при 25 С 23,3 сСт), хлорметилирование и аминирование проводят в сильно разбавленных средах 20 (соответственно, в дихлорэтане и диоксане). Поэтому данный способ мало производителен, требует больmoro ассортимента сырья и характеризуется большим количеством отходов 25 производства а также не позволяет получать в производственных условиях достаточно чистый полиэлектролит.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу ЗО является способ получения водорастворимого полиэлектролита марки

ВПК-101 заключающийся в том, что хлорметилирование и аминирование полистирола проводят в среде метилаля (2) .

При использовании такого способа решаются вопросы переработки отходов производства, Кроме того, данный способ из-за присутствия в хлорме40 тилирующей смеси значительного ко" личества:метилаля позволяет получать полиэлектролиты с вязкостью

1%-ного водного раствора 3-5 сСт.

Медостатком этого способа являет- 45 ся низкая величина вязкости (молекулярная масса) полученного полиэлектролита, неудовлетворительная флокуляционная активность, а также недостаточная чистота готового продукта из-за присутствия незначительных количеств формальдегида (а 0,1%).

Цель изобретения — увеличение . молекулярной массы полиэлектролита 55 и его флокуляционной способности.

Цель достигается тем, что при аминировании третичным амином хлор"

3 метилированного полистирола (XNII) добавляют вторичный амин в количестве 0,01-0,16 моль на 1 моль ХИП.

Аминирование ХИП обычно осуществляют триметиламином как самым доступным реагентом. В качестве вторичного амина можно использовать диметиламин, диэтйпамин и т.п. Взаимодействуя с ХИП по реакции Иеншуткина (нанример, 1 моль вторичного амина с 2 моль ХИП) вторичные амины способствуют соединению полимерных цепей и тем самым увеличению молекулярной массы получаемого водорастворимого полиэлектролита.

Поскольку реакция взаимодействия

ХМП со вторичным амином протекает с такой же высокой скоростью, как и . с третичными аминами, необходимо создать условия, предотвращающие образование нерастворимого полиэлектролита (смешивание макромолекул). С этой целью вторичные амины берут в определенном количестве по отношению к ХМП, а именно, 0,01- .

0,16 моль на 1 моль XNI {при оптимальном количестве используемого третичного амина 1,5 моль на 1 .моль

ХМП). При добавлении вторичных аминов в количестве более 0,16 моль на

1 моль ХМП в конечном продукте образуются гелеобразные частицы.

Процесс аминирования осуществляют при температуре 38-42оС в течение 4 ч.

Использование низших аминов при аминировании ХИП способствует также и удалению формальдегида из готового продукта . Так, 1 моль формальдегида и 2 моль диметиламина дают бифункциональный третичный амин-тетраметилметилендиамин.

Пример t. Полистирол с молекулярной массой около 50 тыс (208 г) растворяют s смеси хлордиметилового эфира с метилалем плогностью 1,048 (1520 г), добавляют хлористый цинк (95,6 г), нагревают полученную массу до 50-52 С и выдерживают 3 ч. Затем температуру иовыо .. шают до 54 С и отгоняют хлордиметилэвый эфир (500 мл). Реакционную массу охлаждают, добавляют метилаль (800 мл) и отгоняют эфирнометилальную смесь (1000 мл) при температуре .куба 50-52 С.. Кубовый остаток охлаждают, дают отстояться и отделяют катализаторный слой. К.оставшемуся

770080 с

Полиэлектро лит

Оптимальная

Вязкость

1Х-ного водного раствора полиэлектролита, сСт доза полиэлектролита. при очистке сточных вод мг/л

2, 8

5,0

По примеру 2

По примеру 4 5,88

По прототипу 4,10

1,9

3,5

Редактор Л. Письман Техред А.Бабинец Корректор Г. Решетник

Заказ 1704/4 Тираж 475 Подписное

ВНИИПИ Гоеударетвемного комитета СССР по делам нзобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПИП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 полимерному раствору добавляют метилаль (300 мл), затем при перемешивании до рН 6-8 107-ный раствор едкого натра и отделяют после отстаивания водный слой. Получают хлорметилированный полистирол (XMII) в виде 32Х-ного раствора в метилале с содержанием хлора в ХМП 20,75Х (степень хлорметилирования — 0,845).

К раствору ХМП при перемешивании приливают триметиламин в количестве

1,5 .моль и диметиламин - 0,01 моль на 1 моль ХИП с учетом степени хлорметилирования. Реакционную массу нагревают и выдерживают при 40 С в течение 4 ч. По окончании процесса амины и другие органические примеси отгоняют, постепенно повышая температуру полученной массы до 90-95 С, а о затем с помощью острого пара. О

Вязкость 1Х-ного водного раствора полученного водорастворимого полиэлектролита составляет 4,8 сСт..

Пример 2. ВодорастворимьиЪ полиэлектролит получают согласно способу,.онисаниому в примере используя при аминироваиии диметиламин в количестве 0,02 моль на

1 моль ХМП.

Вязкость полученного 1Х-ного вод30 ного раствора полиэлектролита составляет 5,00 сСт.

Пример 3. Водорастворимьм полиэлектролит получают согласно способу, описанному в примере 1, используя нри амикировании диметиламин в количестве 0,04 моль на 1 моль

ХМП (вязкость его 14-ного водного раствора 5,44 сСт).

П р и и е р 4 Водорастворимый

40 .полиэлектролит.получают согласно способу, описанному в примере 1, используя при аминировании диметиламин в количестве 0,08 моль на 1 моль

ХИП (вязкость его 1Х-ного водного раствора 5,88 сСт).

Пример 5. Водорастворнмый полиэлектролит получают согласно способу, описанному в примере 1, используя при аминировании диметиламин в количестве 0,14 моль на

1 моль ХМП (вязкость его 1X-ного водного раствора составляет 6,6 сСт).

Пример 6. Водорастворимый полиэлектролит получают согласно способу, описанному в примере 1, используя при аминировании диметиламин в количестве 0,.16 моль на

1 моль ХМП (вязкость его 1Ж-ного водного раствора составляет 7,2 сСт).

Разработанный способ получения водорастворимого полиэлектролита на основе полистирола позволяет увеличивать молекулярную массу полиэлектролитов на 30-35Х, а также устранить примеси формальдегида.

Проведенные исследования с образцами полиэлектролитов, полученных по разработанному способу, показали их более высокую эффективность в процессе очистки сточных вод углеобогатительных фабрик от взвешенных частиц, чем полиэлектролит, получаемый по известному способу. Результаты исследования для различных образцов полиэлектролитов представлены в таблице.