Способ получения полистиролсульфоната натрия

 

Изобретение относится к химии и технологии полимеров и позволяет получать полистиролсульфонат натрия с пониженным содержанием примесей сульфата натрия (1,2 - 1,42%) по упрощенной технологии. Это достигается сульфированием полистирола 93 - 94%-ной серной кислотой при 120 - 125°С, последующим растворением полученной полистиролсульфокислоты в воде, охлаждением этого раствора до 35 - 40°С, нейтрализацией раствора едким натром, введением 3 - 4 мас.% от полистирола перекиси водорода в качестве стабилизатора деструкции полистиролсульфокислоты при 50 - 60°С и последующим высаживанием сульфата натрия 3,5 - 4-кратным по массе количеством метанола. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 С 08 F 112/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ, flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4270479/23-05 (22) 29.06.87 (46) 07.05.90, Бюл, У 17 (72) Л.Г.Ревенко, Л.И.Кожушкова, Л.Н,Сидоренко, О.Л.Ежак, С.Н,Антонова и Е. А.Ушакова (53) 678.746.22(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 857149, кл. С 08 Р 112/14, 1981. (54) СНОСОВ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИСТИРОЛСУЛЬ- ФОНАТА НАТРИЯ (57) Изобретение относится к химии и технологии полимеров и позволяет получать полистиролсульфонат натрия

:с пониженным содержанием примесей

Изобретение относится к химий и технологии полимеров, а именно к способу получения полистиролсульфоната натрия, и может быть использовано в процессах -создания аммиачных фо:тографических эмульсий.

Целью изобретения является снижение количества сульфата натрия в полистиролсульфонате натрия и упрощение процесса.

Пример 1. В трехгорпую колбу емкостью 250 мл, снабженную мешалкой и термометром, загружают 130 г 9394Х-ной серной .кислоты и 26 r поли- стирола. Смесь нагревают до 122,5 +

+2,5 С и при этой температуре размешивают в течение 5 ч (подогрев ведут осторожно, так как возможно вспенивание). Сульфомасса представляет со- бой коричневый подвижный вязкий раствор в горячем состоянии, по мере его охлаждения вязкость значительно повы"

„„Я0„„1562339 А 1

2 сульфата натрия (1,2-1,42K) по упрощенной технологии. Это достигается . сульфированием полистирола 93-94Х-ной серной кислотой при 120-125 С, последующим растворением полученной полистиролсульфокислоты в воде, охлаждением этого раствора до 35-40 С, нейтрализацией раствора едким натром, введением 3-4 мас.i от полистирола перекиси водорода в качестве ста- билизатора деструкции полистиролсуль- фокислоты при 50-60 С и последующим высаживанием сульфата натрия 3,5-4кратным по массе количеством метанола. 1 табл. шается. По окончании сульфирования С сульфомассу охлаждают до 90+10 С и выделяют на 150 мл охлажденной до

12,5+2,5 С воды. Растворение идет с Фш выделением тепла, поэтому процесс ве- ф дут с непрерывным охлаждением до тем- фф пературы в массе 35 С. По окончании фф

Ь выделения сульфомассы содержимое С4 колбы охлаждают до 22,5+25 С и размешивают в течение 1 ч. При этом происходит расслоение фаз с образованием осадка в виде крупного агрегата (псевдогеля) . Затем проводят декантацию серной кислоты, Вместо удаленной (82 мл) серной кислоты доливают такое же количество воды и размешивают при 22,5+25 С до полного аЬ растворения псевдо геля, ко то рый образуется во время придачи сульфомассы на воду. После растворения псевдогеля медленно придают 85-82 г 407.-ного едкого натра до рН 6-7, поддержи1562339 вая при этом температуру 22,5+2,5 С.

go окончании нейтрализации загружают

0,91 r перекиси водорода (что состав Ф ляет 3,5Х от веса полистирола), подогревают до 50 С и дают выдержку при этой температуре в течение 1,5 ч.

После выдержки реакционный раствор охлаждают до 17,5+2,5 С, добавляют

3,5-кратное количество (442,5 г) ме-.. 10 тлллового спирта и размешивают в течение 30 мин. Выпавший при этом в осадок сульфат натрия отфильтровываап на воронке Бюхнера и промывают

50 мл воды. Из маточника и промывной 15 воды отгоняют метанол при 68,5+1,5 С,. а оставшийся водный раствор полистиролсульфокислоты натрия сушат на рас" целительной сушилке типа Минор при температуре на входе 145 С и на вы- 20 ходе 62+2 С.

Получают 55,08 r технического

1 продукта с содержанием основного вещества 90, что составляет 49,59 г в пересчете на 100Х продукт, содержание сульфата натрия 1,2Х, оптическая плотность 0 у 55 о Выход полистиролоуль фокислого натрия 96,1 .

Пример 2. Проводят в условиях примера 1 с той лишь разницей, что 30

О выделение сульфомассы ведут при 40 С.

Получают продукт, показатели и вЫход которого соответствуют примеру 1 °

Пример 3. Проводят в условиях примера 1 с той лишь разницей, что вЬщеление сульфомассы ведут при

50 С.

В этом случае полистиролсульфокислый натрий находится в растворе сер- 40 ной кислоты, т.е. нет образования псевдогеля, а значит, отсутствует возможность декантации серной кислоты.

Пример 4 (контрольный). Прб- 45 водят в условиях примера 1 с той лишь разницей,,что вьщеление сульфомассы ведут при 30с С.

Получают 55,19 г технического продукта с .содержанием основного ве- 50 шества 89,5, что составляет 49,4 г в пересчете на 100Х продукт, содержание сульфата натрия 1,42Х, оптическая плотность 0,6, Выход полистиролсульфокислого натрия 95„7Х, 55

П р и M е р 5. Проводят в услови- ях примера 2 с той лишь разницей, что о вьщеление сульфомассы ведут при 38 С.

Получают продукт, показатели и выход которого соответствуют примеру 1 °

Пример 6. Проводят в условиях примера 1 с той лишь разницей, что перекись водорода загружают при .60 С.

Получают продукт, показатели и выход которого соответствуют примеру 1.

П р и м.е р 7. Проводят в условиях примера 1 с той лишь разницей, что о перекись водорода загружают при 55 С.

Получают продукт, показатели и выход которого соответствуют примеру I.

П р и и е р 8 (контрольный). Проводят в условиях примера 1 с той лишь разницей, что перекись водорода загружают при 70 С.

Получают продукт с выходом, соответствуюшим примеру 1, но с высокой оптической плотностью (0,9).

Пример 9 (контрольный). Проводят в условиях примера 1 с той лишь разницей, что загрузку перекиси adдорода проводят при 40 С.

Получают продукт, показатели и выход которого соответствуют примеру

1, но с высокой оптической плотностью (0,89).

Пример 10. Проводят .в условиях примера 1 с той лишь разницей, что загружают 0,78 r перекиси водорода, т.е. 3Х от веса полистирола..

Получают продукт, показатели и выход которого соответствуют примеру 1.

Оптическая плотность 0,58.

П р и и е р 11. Проводят в условиях примера 1 с той лишь разницей, что загружают 1,04 г перекиси водорода, т,е. 4Х от веса полистирола.

Получают продукт, показатели и выход которого соответствуют примеру 1.

Оптическая плотность 0,55.

Пример 12 (контрольный).Проводят в условиях примера 1 с той лишь разницей, что загружают 0,65 г перекиси водорода, т,е. 2,5Х от веса полистирола.

Получают продукт, показатели и выход которого соответствуют примеру

1. Оптическая плотность 0,78.

IT р и м е р 13 (контрольный). Проводят в условиях примера 1 с той лишь разницей, что загружают 1,17 г перекиси водорода, т.е. 4,5 от веса полистирола.

Получают продукт, показатели которого соответствуют примеру 1. Оптическая плотность 0 55, 1562339

Пример 14 (контрольный). Проводят в условиях примера 1 с той лишь разницей, что сульфат натрия отделяют 2-кратным количеством метилового спирта.

Получают продукт, показатели которого соответствуют примеру 1, но содержание сульфата натрия равно 15%.

Пример 15 (контрольный).

Проводят в условиях примера 1 с той лишь разницей, что не загружают перекись водорода. Получают продукт, показатели и выход которого соответствуют примеру 1, но с оптической плот- 15 ностью 0,95.

O. р и м е р 16. Проводят в условиях примера 1 с той лишь разницей, что температурный режим на стадиях . сульфирования, охлаждение сульфомассы,20 охлаждение после растворения, загрузка едкого натра, метилового спирта соответственно равен 120, 80,- 20, 20, 15 С. . Получают продукт, показатели и вы- 25 ход которого соответствуют примеру 1.

Пример 17. Проводят в услови, ях примера 16 с той лишь разницей, что температурный режим на стадиях равен соответственно 125, 100, 25, 30 о

20 С. Получают продукт, показатели и выход которого соответствуют примеру 1 °, Свойства продукта приведены в таблице.. 35

Пример 18 (по известному способу). В трехгорлую колбу емкостью

250 мл, снабженную мешалкой и термо:метром, загружают 130 г 93-94%-ной серной кислоты и 26 г полистирола.

Смесь нагревают до 120-125 С и при о этой температуре перемешивают в течение 5 ч. Подогрев до 120-125 С не,нобходимо вести осторожно, так как возможно вспенивание при 105-110 С. 45

:Сульфомасса представляет собой корич- невый подвижный вязкий раствор в ro,ðÿ÷åì состоянии, по мере его охлаждения вязкость значительно повышается. По окончании сульфирования суль- 5Q фомассу охлаждают до 80-100 С и выливают на 150 мл охлажденной до 10о, 15 С воды. Растворение идет с выделением тепла, поэтому процесс ведут с непрерывным охлаждением до 70-75 С. о

Содержимое колбы размешивают, охлаждают до 20-25оС и медленно припивают

115-135 г едкого натра в виде 40%-ного раствора до рН 6-7. Температура реакции при нейтрализации 20-25 С, I

По окончании нейтрализации к реакционной смеси добавляют 0,6 г бисульфита аммония для предотвращения деструкции макромолекулы, подогревают о до 75-80 С и выдерживают при этой температуре в течение 30 мин, По окончании выдержки реакционный раствор охлаждают до 15- 20 С, добавляют

850 мл метилового спирта и размешивают в течение 1 ч. Выпавший в осадок сульфат натрия отфильтровывают.

BopHbiH раствор полистиролсупьфоната натрия сушат на распыпительной сушилке.

Формула изобретения

Способ получения полистиролсупьфоната натрия сульфированием полиб стирола серной кислотой при 120-125 С с .последующим выделением полученной полистиролсульфокислоты водой при охлаждении, нейтрализацией ее раствора едким натром, введением стабилизатора деструкции попистиролсульфокислоты при нагревании последующим высаживанием сульфата натрия метанолом, выделением целевого продукта и его сушкой, отличающийся тем, тем, что„ с целью снижения количества сульфата натрия в полистиролсульфонате натрия и упрощения процесса, выделение полистиролсульфокислоты проводят при охлаждении до 35-40 С, в качестве стабилизатора деструкции полистиролсульфокислоты вводят 3-4% от массы полистирола перекиси водороо да при 50-60 С, а сульфат натрия высаживают 3 5-4-кратным по массе количеством метанола.

1562339

Содержание, X.

Температура выделения, ОС

Тем-ра загрузки перекиси водорода

Выход полнсти" ролсульфоната натрия,Х етиловый спирт

Пример ререкись водорода

Цвет порошка

Оптическая плот ность основно- сульфа- воды го веще- та натства рия вес,г Х r 1 крат ность!

3>5 442>5 Э,5 35

3,5 442,5 3,5 40

3,5 442,5 3,5 50

96,1

96,1

1 0,91

2 0 91

3 .0,91 (контр.)

4 0,91 (контр,)

5 0,91

6 0,91

7 0,91

8 0,91 (контр.)

9 0,91 (контр.)

)О 0,78

11 1,04

12 0 65 (контр.)

13 - 1,17 (контр.)

14 . 0,91 (контр.)

15 (контр.)

l6 0,9!

17 О>91

18 (»o известному способуf

8,8

8,8

1,2

1,2

0,55

0 55

Светло-соломенный

3>5 442>5 3>5 30

95,7

69,5

l,42 9,06 0,6

Светло-соломенный

1,2

l,2

1,2

1,2

3,5 442,5

3 5 442,5

3>5 442,5

Э>5 442>5

3,5 38

3,5 35

3,5 35

35 35

96, 1 90

96,1 90

96>1 90

96>I 90

6,6

8,8

8,8

8,6

0,55

0,55

0,55

0,9 к

Желтовато-серый

3>5 442,5 3,5 35

96,1 90

8,8 0,89

3 442,5 3 5 35

4 442,5 Э,5 35

2>5 342>5 3>5 35

96>1

96,1

96,1

1 2

1>2

1,2

8,8

8,8

8>8

0>58

0,55

0,78

96,1 90

6,6

4 5 442,5 .3 5 35

3>5 252,66 2 35

442,5 .3,5 35

l,2

0,55

Светло-соломенный

96,1 85

96, 1 90

50 и

0,55

8,8

1,2

0,95

Желтовато-серый

96> 1 90

96,1 90

Э,5 442,5

Э,5 442,5

35 35

3>5 35

1,2

l,2

8,8

8,8

0,55

0,55

Светло-серый!

632,0 5 20

Желтовато-серый

96, 84

4, 25 I I, 70 О, 9

Составитель В.Полякова.Редактор Н.Гунько Техред М.Ходанич Корректор С.Черни

Заказ 1037 Тираж 429 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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