Способ получения анионита

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНИОНИТА хлорметилированием сополимера стирола с дивинилбензолом в присутствии метилаля с последующим аминированием , отличающийся тем, что, с целью повышения динамической обменной, емкости и стойкости анионита к отравлению органическими примесями, метилаль ист пользуют в количестве 50-90% от массы сополимера.

СО©З QOBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (и) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2699077/23-05 (22) 20.12.78 (46) 15.12.83 . Бюл. 9 46 (72) А.Б. Пашков, Б.Н. Трушин, В.М. Красавин и В.К. Тюриков (53) 661.183.123.3(088.8) (56) 1. Патент США Р 2591574, кл. 260-2.1, опублик. 01.04.52 °

2. Патент США )) 2874132, кл. 260-2.1, опублик. 17.02.59 (прототип).

3(59 С 08 F 212/14; С 08 F 8/24;

С 08 J 5/20: (54)(57.) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНИОНИТА хлорметилированием сополимера стирола с дивинилбензолом в присутствии метилаля с последующим аминированием, отличающийся тем, что, с целью повышения динамической обменной емкости и стойкости анионита к отравлению органическими примесями, метилаль ис-, пользуют в количестве 50-90% от массы сополимера.

1060628

50

Изобретение относится к синтезу" полимеризационных ионитов и может быть использовано в водоподготовке.

Известен способ получения анионита хлорметилированием в среде 5 петролейного эфира с последующим аминированием сополимера стирола с дивинилбенэолом (1 3.

Однако при хлорметилировании вводят растворитель — петролейный 10 эфир. Кроме того, исходные "низкосшитые" сополимеры содержат значительные количества не входящих в их пространственные каркасы растворимых фракций, что снижает выход готового продукта и способствует образованию "осмолов", затрудняющих переработку отходов хлорметилирования.

Наиболее близким к предлагаемому способу получения анионитов является способ получения анионитов хлорметилированием сополимера стирола и дивинилбензола в присутствии метилаля в количестве 10-40 мас.Ъ от массы полимера (2 ).

При таком количестве метилаля гранулы сополимера при хлорметилировании находятся в черезмерно набухшем состоянии и процесс дополнительного сшивания при хлорметили- 30 ровании протекает в недостаточной степени. Как следствие, получаемый анионит характеризуется высоким удельным объемом и, следовательно, низким значением ДОЕ (менее 650680 г-экв/м ), что не удовлетворяет требованиям теплоэнергетиков при водоподготовке. Низка и степень десорбции по гуминовым кислотам:

22-27%. 40

Цель изобретения - повышение динамической обменной емкости и стой кости анионита к отравлению органическими примесями. поставленная цель достигается 45 тем, что перед хлорметилированием в реакционную смесь вводят метилаль

50-90% от массы сополимера.

Использование метилаля, являющегося "плохим" набухающим агентом для "сшитых" сополимеров стирола, в указанном количестве способствует протеканию межмолекулярных процессов по реакции Фриделя-Крафтса.

Образующиеся межмолекулярные дифе55

6 4 2 нилметиленовые мостики (С6Н -СН

-С6Н4)в отличие от дивинилбензольных, диметакриловых и т.п. распределены в сополимерах более равномерно, что и обеспечивает меньшую степень отравления полученчых на их основе анионитов, а также более высокую осмотическую стаби: ьность у анионитов слабоосновного характера. Присутствие метилаля в хлорметилирующей.смеси в таких 65 значительных количествах приводит также к уменьшению диффузии растворимых фракций из гранул сополимеров в жидкую фазу, их участию в процессах Фриделя-Крафтса и, соответственно, увеличению выхода получаемого анионита. В значительной степени увеличению выхода готового продукта (анионита) способствует использование блочно-суспензионного метода получения исходного сополимера, содержащего, как правило, не более 2,0% кроссагента типа дивинилбензола (ДВБ) и др. Поскольку более мягкие условия первой стадии блочно-суспензионной сополимериэации (сополимеризация в массе) по сравнению с обычной суспенэионной обеспечивают увеличение конверсии иономеров.

Пример 1. Сополимеризация.

В трехгорлую колбу с перемешивающим устройством загружают стирол (99 г), дивинилбензол (1 r) и перекись бензоила (0,9 г) смесь о

Ф Ъ нагревают до 70 С и выдерживают

1,5 ч, Полученный сироп тонкой струей при перемешивании переливают в другую трехгорлую колбу„ содержащую 1%-ный водный раствор крахмала и диспергируют в нужной степени.

Далее проводят выдержки при 80 С (2 ч) и 90-95 С (5 ч), полученные гранулы промывают горячей водой и высушивают.

Хлорметилирование. B трехгорлую колбу с перемешивающим устройством помещают 315 r хлордиметиловоro эфира, 50 г метилаля, 100 r сополимера, 50 г хлористого цинка и 12,5 г окиси железа. Реакционную массу нагревают до 50-52 С и вЬщерживают при этой температуре 8 ч, получают хлорметилированный сополимер, который отмывают от побочных продуктов реакции сначала метанолом, а затем метилалем.

Лминирование. В трехгорлую колбу с перемешивакщим устройством помещают хлорметилированный сополимер, 800 мл 20%-ного раствора триметиламина, нагревают полученную массу до

38-40 С и выдерживают при этой температуре 10 ч. Полученный анионит отделяют от избыточного триметиламина фильтрованием, а затем отмывают разбавленной кислотой и водой.

В таблице представлены свойства полученного анионита.

Пример 2. Сильноосновный анионит получают по способу, описанному в примере 1, используя при хлорметилировании 70 г метилаля.

Пример 3. Сильноосновный анионит получают по способу, описанному в примере 1, используя при хлорметилировании 90 r метилаля.

1060628

1 1 1 1

1 1

Показатели ДВБ ДВБ ДВБ ДВБ ДВБ ДВБ ЭГМ ДВБ

Вид и содержание кроссагента в исходном сополимере, мас.%

1,0 1,0 1,0 0,5 0,2 0,2 1,0 0,5

Содержание растворимых фракций в исходном сополимере, %

1,0 1 0 . 1,0 2,8 3,1 0,2 2,0 2,8

Содержание хлора в ХМС, %

22,1 21,0 19,3 21,4 22,3 19,9 19,4 20,8

Удельный объем ХМС в толуоле, см З/г

2,5 2,4 2,3 2,5 2,6 2 1 2,3 2,5

Содержание влаги в анионите, %

47,8 50,1 44,7 56,2 56,9 41;8 51,7 49,0

Удельный объем в ОН-фор+ ме, см 3/г 4,4 4,1 3,9 4,3 4,5 3,8 4,0 2,4

Полная обменная статическая емкость, мг-экв/мл

1,1 1,1 1,2 . 1,1 1,2 1,0 1,1 1,8

Динамическая обменная емкость, г-экв/м 3

743 787 814 . 730 700 705 744 719

Осмотическая стабильность, %

98 99 96 97 97 97 99 100

Стойкость к отравлению, % десорбции гуминовых кислот

44,8 56,2 52,0 58,8 57,5 44,4 53,0 51,9

Количество добавляемого метилаля, мас.%

50 70 90. 70 70 70 70 70

Составитель Г. Русских

Редактор Т. Парфенова Техред М.Надь КорректорA- Ильин

Заказ 9963/26 Тираж 494 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Пример 4. Сильноосновный анионит получают по способу, описанному в примере 2, используя при сополимеризации 0,5% дивинилбензола.

Пример 5. Сильноосновный анионит получают по способу, описанному .в примере 2, используя при сополимериэации 0,2% дивинилбензола.

Пример 6. Сильноосновный анионит получают по способу, описанному в примере 2, используя при сополимеризации 2% дивинилбензола.

Пример 7. Сильноосновный анионит получают по способу, описанному в примере 2, используя при сополимеризации 1% этиленгликольдиметакрилата (ГМ).

Пример 8. Слабоосновный анионит получают по способу, описанному в примере 4, используя для

5 аминирования хлорметилированного сополимера 200 мл 25%-ного водного раствора диметиламина.

Предлагаемый способ получения

)Q анионита позволяет повысить его стой. кость к отравлению органическими веществами, увеличить выход готового продукта за счет снижения доли растворимых фракций в используемых сополимерах и увеличить осмотическую стабильность получаемого анионита.