Способ получения водорастворимых полиэлектролитов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Hi)5 С 08 С /20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИД.:ТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 2916661/05 (22) 25.04.80 (46) 15.03.92. Бюл. Р 10 (71) Институт химических наук

АН Казахской ССР (72) Е.Е. Ергожин, Е.Ж. Менлигазиев, Б.Р, Таусарова и Б. Турлыбекова (53) 661,)83,123.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 517598, кл. С 08 F 8/36, 212/10, 1976.

Авторское свидетельство

У 173955, кл. С 08 F 130/02. 4/40, 1964.

Авторское свиде гельство 198639, кл. С 08 F 8/36, 1966.

Изобретение относится к способам синтеза водорастворимых полимеров, содержащих ионогенные группы, исполь-зуемых в качестве флокулянтов, структурообразователей почв, экстрагентов и для других целей.

Известен способ получения водорастворимого полиэлектролита путем сульфирования сополимера стирола и бензонитрила и последующего гидролиза поли" мера, Недостаток известного способа длительность процесса, малая доступность бензонитрила и низкая емкость по ионам некоторых металлов (в частности по иону серебра).,.ао„„щ}аыл л1

2 (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВО

РИИЫХ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТПВ путем сульфирования или фосфорилирования ароматичес. кого полимера, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения емкости полиэлектролитов по ряду металлов,.в качестве ароматического полимера используют полисульфон формулы Е30,-О-О-а-806 с (q)=Q,51-0Я9 /г т и процесс проводят в среде диметилформамида.

Известен способ получения растворимых фосфорнокислых полиэлектролитов полимеризацией оС --фенилвинилфосфиновой кислоты, Растворимую полифенилвинилфосфоновую кислоту получают добавлением к ней 50%-ной азотной и

1003-ной щавелевой или муравьиной кисо лоты, Реакцию проводят при 70 С в течение 3 ч. Полимер растворим в ацетоне, метиловом спирте, диметилформами-. де, и метилэтилкетоне. Статическая обменная емкость полиэлектролита составляет 5,6 мг-экв/г (содержания фосфора - 53).

Недостатком известного способа является сложность технологического процесса синтеза, 900615

Наиболее близким к предлагаемому является способ полуцения водорастворимых полиэлектролитов путем сульфирования или фосфорилирования полифени5 ленэтила, Полуценные полизлектролиты не обладают селективностью, Цель изобретения - увеличение емкости полиэлектролитов по ряду метал- 1О лов„

Поставленная цель достигается тем, цто в способе получения полиэлектролитов сульфированием или фосфорилированием ароматического полимера, в ка- 15 цестве ароматического полимера используют полисульфон формулы

o o )-so, и процесс проводят в среде диметилфор" мамида.

Полисульфон ((Д - 0,6)„ подвергают сульфированию под действием олеума при 80-100 С в растворе диметилформа0 10 мида в течение 1-3 ц. По окончании сульфирования полиэлектролит высаживают в ацетон, отделяют и водный раствор полисульфона пропускают через анионит для освобождения от сульфирующего агента.

Полученный полиэлектролит светлосерого цвета сорбирует 20-604-ного азотнокислого серебра и может быть использован в качестве активного флоку О лянта и коагулянта при очистке сточных вод. фосфорилирование полисульфона проводят в среде диметилформамида в

45 трехгорлой колбе, снабженной механической мешалкой, термометром и капельной воронкой, при 50-60 С в течение

2-3 ц, При этом образуются растворимые полиэлектролиты с обменной емкостью по 0,1 н раствору NaOH 4,750

5,6 мг-зкв/г, обладающие повышенным .з + сродством к ионам UO, Се, La, Pr ., Пример 1. В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, контактным термометром и обратным холодильником, загружают 15 г. полисульфона (содержание s - 13%,(g) - 0,6), растворимого в 29 r свежеперегнанного диметилформамида, Реакционную смесь при постоянном перемешивании нагревают

Ь до 80 С и по каплям добавляют 30 мл

53 олеума. После окончания процесса (3 u.) реакционную массу охлаждают, полученный полимер высаживают в избыток ацетона и отфильтровывают. Затем продукт реакции растворяют в воде и пропускают через анионит АВ-17 в ОНформе для освобождения от непрореагировавшей кислоты. Раствор упаривают на водяной бане, светло-серый порошок сушат в вакуум-сушильном шкафу. Катионо-обменная емкость полиэлектролита в Н-Форме составляет 4,8 мг-экв/г.

Водорастворимый полиэлектролит сорбирует 603 азотнокислого серебра, Пример 2. В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, контактным термометром и обратным холодильником, загружают 20 г полисульфона, растворенного в 35 г свежеперегнанного диметилформамида. Реакционную смесь при постоянном перемешивании на гревают до 100 Си по каплям добавляют 60 г Я олеума. Процесс проводят в течение 1 ц, Очистка и выделение конечного продукта осуществляют как по примеру 1. Статическая-обменная емкость полизлектролита по О, 1 н. раствору NaOH — 4,8 мг-экв/г.

Пример 1. В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, термометром и капельной воронкой, загружают 20 г полисульфона и 4 г безводного хлористого алюминия, растворенны в 100 г диметилформамида. При перемешивании добавляют по каплям 10 г треххлористого фосфора и реакцию проводят при 50 С в течение 3 ц. После охлаждения продукт реакции обрабатывают бензолом для удаления из реакционной массы избытка треххлористого фосфора, затем гидролизуют водой и окисляют

153-ной HNO> при комнатной температуре в тецение 3 ц. Полиэлектролит оцищают от азотной кислоты пропусканием раствора церез колонку, заполненную анионитом АВ-17, Емкость водорастворимого полиэлектролита по 0.1 н раствору NaOH 4,7 мг-экв/г, по 002

2,6 мг-зкв/r.,а1+ - 2,0 мг-зкв/г, Cl + - 2,2 мг-зкв/г, Pr

2,4 мг-экв/г, Содержание фосфора в полиэлектролите - 103., Пример 2. В реактор загружают

10 г полисульфона и 2 г А1С1, раствоТехред А,Кравчук

Редактор М„Ленина

Корректор И. Эрдейи

Заказ 1312 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета о изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 /5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

5, 9006 ренных в 60 г диметилформамида, прикапывают при перемешивании 5 r треххлористого фосфора и реакцию проводят при 606С в течение 2 и, Получение конечного,продукта осуществляют по примеру 1. Емкость полиэлектролита по

0 1 н раствору Na0H 5,6 мг-экв/г, по

U0 з - 3, 0 мг-экв/г, La - 2, 2 мг-экв/r, Се - 2 5 мг-экв/г, Pr

1О

2,7 мг-экв/г.

Благодаря хорошей селективности предложенные иониты могут быть использованы в качестве коагулянтов, при очистке сточных вод, в гидрометаллур- 15 гии для выделения ионов редкоземельных металлов и т.д, Содержание фосфора в полиэлектролите 123.

В предложенном способе в качестве исходного продукта для синтеза раст- 20

15 и воримого полиэлект ролита использова н . полисульфон,который гегко получается путем конденсации дисульфохлорированного дифенилоксида с дифениловым эфиром при комнатной температуре в течении 3-5 ч, Наличие-мостиковой сульфогруппы в структуре полимера повышает ! термостабильность полимера, обеспечи вает устойчивость полимера к действию кислот, к термоокислительной деструк! ции и ионизирующей радиации.

Использование предлагаемого способа, обеспечивает по сравнению с из8ecTíûêè следующие преимущества; улучшение кинетических свойств полиэлектролита, повышается термо- и химическая устойчивость, благодаря наличию-в структуре полимера мостиковой сульфогруппы,