Способ получения микросферического сульфокатионита

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

И 3О6РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ iii883067 (6l ) Дополнительное к авт. санд-ву— (22)Заявлено 050279 (21) 2721035/23-05 с присоединением заявки,% (23) приоритет (5! )М. Кл.

С 08 F 212/36

С 08 J 5/20

В 01 У 1/22 (Ъоудароткиный квинтет

СССР по долам нзобретеннй н открытнй

Опубликовано 23.1 131. Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 23,11.81 (53) УДК 661.183. .123(088.8) Н.ф.йуляр, Т.Д.Козаренко и С.Н.Зуев (72) Авторы изобретения! .,с

Иркутский государственный медиц ский институт и Сибирский институт физиологии и биохимии растений

« I

Сибирского отделения АН СССР

- с (7l) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИИКРОСфЕРИЧЕСКОГО

СУЛЬФОКАТИОНИТА

Изобретение относится к технологии получения ионообменных смол и может быть использовано в аналитической химии, в частности при хромотографическом разделении аминокислот, углеводов и др

Известен способ получения стандартного сульфополистирольного катионита путем гранульной сополимеризации 92,5 вес.4 стирола и 7,5i смеси мета-и парадивинилбензола (1).

Однако способ не позволяет получать катионит с малыми размерами гра-. нул, что необходимо для увеличения разделительной способности сорбента при использовании его в хромотографии.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения сульфополистирольного катионита путем полимераналогичных превращений сополимеров стирола и и -или Ж -дивинилбензола (ДВБ), Процесс осуществляют с использованием деионизованной воды в аппаратуре из кварца, фарфора. Для проведения сополимеризации применяют перегнанный стирол, индивидуальные изомеры ДВБ перекристаллизованный инициатор— азодинитрил бис-изомасляной кислоты ДАК). Для того, чтобы кислород воздуха не оказывал влияния на стабильность процесса сополимеризации, реакционную смесь продувают очищенным азотом. В качестве стабилизатора используют сополимер метилметакрилата и метакриловой кислоты. Затем проводят сульфирование гранульного сополимера концентрированной серной кислотой с последующей промывкой водя ным паром. Смолу после получения подвергают двойному фракционированию - no удельному весу и размеру.Полимеризацию осуществляют в две стадии при 70 и

100оС. Получение сополимеров проводят при скоростях перемешивания до

1000 об/мин (21.

Однако известный способ позволяет получить микросферические сульфополистирольные катиониты с диаметром частиц от 10 до 500 мкм. Разброс в гранулометрическом составе равен +50%, при этом доля микросферической фракции с диаметром частиц от 2 до 10 мкм составляет не более 13.

Цель изобретения - увеличение доли микросферической фракции катионита с диаметром гранул 2-10 мкм.

Поставленная цель достигается тем, что при эмульсионной сополимеризации стирола и ДВБ в качестве стабилизатора эмульсии смесь крахмала и желатины при их весовом соотношении, равном 2:3.

Предпочтительно, сополимеризацию осуществляют одностадийно при 80-90 С, Использование в качестве стабилизатора смеси крахмала и желатины, взятых в соотношении 2:3, обеспечивает возможность получения гранул диаметром сферы 2-10 мкм. При других количественных соотношениях крахмала и желатины гранулы получаются более крупными. Использование только одного крахмала или только одной желатины приводит к слипанию гранул.

Осуществление сополимеризации в одну стадию при 80-90 С позволяет сократить время реакции до 2 ч, уменьшить потери мономеров и снизить энергетические и материальные расходы. способа

Сущность предлагаемого заключается в следующем.

В титановый реактор помещают деионизированную воду, картофельный крахмал, предварительно очищенный промыванием деионизованной водой и пищевой желатиной. Смесь нагревают до 80-90 С при непрерывном перемешивании. Отдельно приготовленную смесь мономеров:стирола, метадивинилбензола, парадивинилбензола, перекристаллизованную из хлороформа перекись бензоила нагревают до 8090 С и выливают в реактор с водным раствором стабилизатора (крахмал и же латина) . Полученную смесь перемешивают мешалкой при 1500-2000 об/мин, затем через, 1,5-4 ч перемешивание дисперсионной среды прекращают и реакционную массу выливают в емкость с деиониЗованной водой для отстаивания от пылевиднь1х частиц (с диамет5 5

Ф

При фракционировании полученного катионита флотационным методом выделяют фракции, приведенные в таблице.

3067 4 ром менее 2 мкм). Неосевший сополимер сливают, а осадок на фильтре про мывают метанолом и перегнанным дихлорэтаном. Набухший в дихлорэтане сополимер сульфируют в смеси серной кислоты и олеума. При достижении

СОГ 5,1-5,3 мэкв/г реакцию сульфирования прекращают и сульфомассу выливают в емкость с деионизованной во о дой. Полученный катионит фракционируют методом, т.е. в восходящем потоке деионизованной воды с применением фракционирующего сосуда, у которого стенки конусной части имеют наклон к .осевой линии менее 7

Пример, В титановый реактор емкостью 2,7 л перемещают 1,5 л деионизованной воды, 2 r картофельного крахмала и 3 r пищевой желатины, причем крахмал предварительно очищают десятикратным промыванием в деионизованной воде. Полученную смесь нагревают до 85ОС при непрервном перемешивании многолопастной стеклянной

2 мешалкой со скоростью 1900 об/мин.

Отдельно готовят смесь мономеров:

205 г стирола, 15 г метадивинилбензола, б г парадивинилбензола и 2,5 г перекристаллизованной из хлороформа перекиси бензоила. Смесь мономеров и катализатора нагревают до 85 С и о выливают в реактор с водным раствором стабилизатора (крахмал и желатина) . Полученную смесь перемешивают мешалкой при 1.900 об/мин. Через

2 ч перемешивание дисперсионной среды прекращают и реакционную массу выливают в емкость с 10 л деионизованной воды для отстаивания от пылевидных частиц (с диаметром менее 2 мкм)..

Через 30 ч после отстаивания не осевший сополимер сливают, а осадок на фильтре промывают 100 мл метанола и 200 мл перегнанного дихлорэтана.

Набухший в дихлорэтане сополимер переносят в 1000 мл смеси, состоящий из

920 мл серной кислоты и 80 мл олеума.

О полноте реакции сульфирования судят по статической обменной емкости (C0E) в отобранных пробах. При дос50 тижении COE 5,3 мэкв/г. реакцию сульфирования прекращают и сульфомассу выливают в емкость с 20 л деионизованной воды, Полученный катионит фракционируют флотационным методом.

883067

Диаметр частиц, мкм,Фракции

0,8

2 1,0

4+ 0,7

12,2

6+ 1,0

43,1

8+ 1,2

32,5

6,5

10+1 5

4,9

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 10115/32 Тираж 533 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектнан, 4

Общий выход сухого сульфополистирольного катионита составляет 123 г или 54,5i от теоретического.

Таким образом>предлагаемый способ по сравнению с известными позволяет получить микросферический сульфополистирольный катионит, в котором доля микросферической фракции с диаметром гранул 2-10 мкм составляет 95 0.

Полученный микросферический сульфо-N полистирольный катионит можно использовать для хроматографии аминокислОт, углеводов, нуклеиновых кислот, пептидов, фрагментов белков и т.п., в традиционных областях техники. 40

В частности, микросферический сульфокатионит .был использован для разделения аминокислот сыворотки крови в одноколоночной схеме разделения, С помощью катионита удалось разделить

19 аминокислот.

1. Способ получения микросферического сульфокатионита путем радикальной эмульсионной сополимеризации стирола и дивинилбензола в присутст-. вии инициатора и стабилизатора эмульО сии при нагревании с последующим сульфированием сополимера и фракционированием катионита, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения доли микросферической фракции катионита с диаметром гранул 2-10 мкм, в качестве стабилизатора эмульсии используют смесь 2 вес.ч. крахмала и

3 вес.ч. желатина.

2, Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что сополимеризацию осуществляют в одну стадию при

80-90оС

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зуев С.Н. и др. Влияние добавок спиртов при хроматографии аминокислот на сульфополистирольных катионитах.-MypHast аналитической химии, 1970, XXV, с. 2039-2043.

2. Егоров Е.В. и др. Ионообменные смолы аналитического назначения.Журнал ВХ0 им. Менделеева, 1968, т. 13, с. 558-565 (прототип) .