Сополимер стирола, n-винил-3(5)-метилпиразола, дивинилбензола и этилстирола в качестве полупродукта для получения сульфокатионета

 

Сополимер стирола и М-вйнил-3/5-метилпиразола с дивинилбензолом и этилсти : / :О Д1- - :-. . , Л ролом в качестве прдупродукта для сульфокатионита. Использование: полупродукт для сульфокатионита, прёдназн чейного для вод ойодтотовки и других прбцессов ц гй- 6 .. полимер стирола и М-винил-3(5)-метилпиразола с дивинилбензолом общей формулы -снг-снCHj-CHj ;где ,2-81,1,m 7i2-8,9, ,6-6,7; (5;i-; 0,7мол. %. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 08 F 212/08 // (С 08 F 212/08, 212/36, 226/06), С 08 j 5/20

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

2 ролом в качестве полупродукта для сульфокатионита. Использование; полупродукт для сульфокатионита, предназначенного . для водоподготовки и других процессов ионного обмейа. Сущность изобретения; сополимер стирола и N-винил-3(5)-метилпиразола с.дивинилбензолом общей формулы

HгС-CH CH г — СН

t

„ CH, и снг m

Снг-CH

Ф сн,-снФ н,с-сн,, сн -сн г н с-сн-" сн -сн- -сн -снФ Ф Ф

so,í „-нгс-сн-,„сн;сн, „

1 где n=?9,2-81,1, m=7,2-8,9, k=6,6-6,7, 6,7 мол. / . 1 табл. ивинилбензола и зтилстйрола общей форнгс-сн сн — сн улы; г б н(. снъ tn

Изобретение относится к химии пол-. д имеров, а именно к сополимеру стирола, м

N-винил-3(5)-метилпиразола, .дивинилбензола и зтилстирола, который может быть использован в качестве полупродукта для получения сульфокатионита, предназначенного для водоподготовки и других процессов ионного обмена.

Целью изобретения является получение сополимера в качестве полупродукта для полученйя сульфокатионита с высокими а1оказателями динамической емкости (ДОЕ) и осмотической стабильности, без использования набухающего агента в процессе сульфирования сополимера.

Таким полупродуктом является сополи.мер стирола, N-винил-3(5)-метилпиразола, сн,-сн

Ф н,с-сн,, нгс-снФ сн;сн

Ф н -снФ сн;сн, „ нгс-сн-,„ где n=?9,2 — 81,1; m=7,2-8,9, k=6,6 — 6,7; l=5,1—

6,7 мол. f„

К АВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ . (21) 4875610/05 (22) 22,10,90 (46) 23.04,93. Бюл, N...15 (71) Кемеровское научно-производственное объединение "Карболит" и Государственный научно-исследовательский и проектный институт метанола и продукта органического синтеза (72) С;Г.Мазур, А.С,Злобина, B.Н.Степанов, Р.Я. Муший и Л, Н. Гриней ко (56) ГОСТ 20298-74, смолы ионообменные.

Катиониты, Авторское свидетельство СССР

N 1612558, кл. C 08 J 5/20, 1988. (54) СОПОЛИМЕР СТИРОЛА, N-ВИНИЛ3(5)-МЕТИЛПИРАЗОЛА, ДИВИНИЛБЕНЗОЛА И ЭТИЛСТИРОЛА В КАЧЕСТВЕ

;ПРОДУКТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФОКАТИОНИТА (5?) Сополимер стирала M N-винил-3/5-метилпиразола с дивинилбензолом и зтилсти- .,. Ы,, 1810354 А1 1 810354

55 структура которого в литературе не описана, а свойства не известны,:

Поставленная цель достигается сополимеризацией стирола (75-78 мас;%), дивинилбензола (8 мас. ), этилстирола (6 — 7 мас.%) с 8-10 мас. винилметилпиразола, Сополимеризацию проводят диспергированием смеси мономеров в 1%-ный водный раствор крахмала в присутствии инициатора полимеризации перекиси бен "зоила при ступенчатом повышении темпе.ратуры с 60 до 90 С в течение 8 — 9:ч.

Такая совместная полимеризация моно.меров приводит к получению полимера со статическим распределением звеньев и полному раскрытию двойных связей ДВБ, Для получения сульфокатионита прово..дят сульфирование гранул сополимера Nвинил-3(5)-.метилпиразола, дивинилбензола и этилстирола 97 — 98%-ной серной кислотой в течение 3-4 ч при температуре 105 — 115 С без набухающего агента, Массовое соотношение серной кислоты к сополимеру 5,86.,0:1.

Указанные количества винилметилпиразола в матрице сополимера позволяют получить сульфокатионит с высокими показателями ДОЕ и осмотической стабильности, Содержание в .сополимере менее 8о винилметилпиразола резко ухудшает показатель ДОЕ и осмотической стабильности, в то время как более 10% использовать нецелесообразно, т.к. не приводит к улучшению этих показателей.

Пример 1. В реактор емкостью 1 л вливают 500 мл 1%-ного водного раствора крахмала, В смесь мономеров приготовленную из 37 мл технического дивинилбензола (52Я, дивинилбензола и 41% этилстирола), 196 мл стирола и 17 мл винилметилпиразрла вводят 2,2 r перекиси бензоила.

Диспергирование мономерной смеси проводят ори 60 С, с последующим подьемом температуры до 80 С и после 2 ч выдержки температуру поднимают до 90 С и заканчивают полимеризацию через 4 ч. Гранулы сополимера отфильтровывают, промывают водой до отсутствия крахмала и сушат, Найдено. %, С 90,1; Н 7,8; N 2,1.

Вычислено, %: С 90,3; Н 7,8; N 1.9, Количественное определение винилметилпйразола в сополимере проводилось по полосе поглощения ug- c-пиразольного цикла при 1520 см в ИК-спектре. используя как внутренний стандарт полосу поглощения ароматического кольца при 1600 cM ".

Значения n, m k, l в формуле сополимера составляют соответственно: 81,1; 7;2; 6 6

5,1 мол., Сульфирование проводят 97%- серной

5 кислотой в количестве 1276 r на 220 г сополимера (5,8:1); втечение 3 ч йри 110ОС,.после чего продукт сульфйрования :отделяют от маточного раствора. Свойства полученного сульфокатионита приведены в таблице, Пример 2. Сополимеризацию пр водят по примеру 1, при этом мономерная смесь содержит 45 .мл технического дивинилбензола {43% дивинилбензола. и.43% этилстирола), 188 мл стирола м 17 мл винил15 метилпиразола, Найдено, %: С 90,2; Н:7;8;Ю2,0.

В ычислено, %. C "90,3 ; Н 7;8; N 1,9, Количественное определение виййлме- тилпиразола в сополимере проащилось по

20 полосе поглощения sec йиразцльнога:цикла при 1520 см в ИК-спектре, исгииьзу4 как внутренний . стандарт попасу. погщ щейия ароматического кольца при 16ÎÎ см ".

Значения и, в, k, I в формулв.сополиме25 ра составляютсоответственно: 79,2; 7:,4Я;7;

6,7 мол.%.

СаоАсТаа сульфокатйони а, послф сульфирования такого сополимера по прйцеру.

1, приведены в таблице.

Пример 3. В реактор влиб;иот 500 мл

1%-ного водного раствора крахмала.:B ., смесь мономеров, прмготовлеинуюйэ 37 мл технического дивиййлбензОаа (52% - дйвинилбензояа и 41% этилстирола); 192 мл сти-. рола и 21 мл вийилметылпиразола вводят 2,2

r перекиси бензоила. Дисйергйрование мономерной смеси начинают проводить. при

60 С, с последующиМ гюдьемом температуры до 80 С и после 2-х часовой выдержки

40 температуру поднимают до 90 С и заканчивают полимеризацию через четыре часа.

Гранулы сополимера отфильтровываюг, промывают водой до отсутствия крахмала и сушат.

Найдено, %: С 89,6; Н 7,7; N2,7.

Вычислено, %: С 89,9; H 7,8; и 2,3.

Количественное ойределение винилметилпиразола в сополимере проводилось по полосе поглощения тс-с пиразольного цик50 ла при 1520 см в ИК-спектре, используя как внутренний стандарт полосу поглощения ароматического кольца при 1600 см

Значение n = 79,4 мол,%, m=8,9 мол., k=6.6 мол.%, 1=5,1 мол.% e формуле сополимера.

Г

Сульфирование проводят 98% серной кислотой в количестве 1320 r на 220 r сополимера (6;1) в течение 4 ч.при 100 С, после

1810354 сн,-снФ н,с-сн б сн,— сн

N сн сн,-сн

15 н с-GHEE сн -сн

-сн;сн

Ф н,с-снф

20 снз сн к ьо,н „-н,с-снСоставитель А.Буханько

Техред М.Моргентал Корректор M.Ñàìáoðñêàÿ

Редактор Т,Иванова

Заказ 1419 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10"

5 чего продукт сульфирования отделяют от маточного раствора.

Свойства полученного сул ьфокатионита приведены в таблице,,Пример 4 (контрольный), Сополимеризацию проводят по йримеру 2, при этом мономерная смесь содержит 37 мл технического дйвинйлбензола (52% дивинилбензо : ла и 41% этилстирола), 188. мл стирола и

25 мл винилметилпиразола. Значение и состав; ляет 77,7 мол %, в=10;6 мол.%, k=6,6 мол,%;

1=5,1 мол. .

Свойства полученного. сулъфокатионита„прсле сульфирования сополимера как описано в примере 2, приведены в таблице, Пример 5 (контрольный), Сополимеризацию-проедят по примеру.1, при этом мономерная смесь содержит 37 мл технического дивинилбензола, 202 мл стирола и 11 мл винилметил пиразол а.

Значение n=83,6 мол,%, в=4,7 мол,%, k=6,6 мол..%, l=5,1 мол.% в формуле сополи. мера, Свойства полученного сульфокатионита, после сульфирования сополимера по примеру 1, приведены в таблице.

Из приведенных в таблице данных видно. что сульфокатионит на основе предложенного сополимера стирола, N-винил-3(5)-метилпиразола, дивинилбензола и

5 этилстирола (примеры 1-3) по сравнению с прототипом имеет на 8-11% выше показатель по ДОЕ, а осмотическая стабильность у него достигает 99,8%, в то время как у прототипа не;более 96%.

10 Формула изобретения

Сополимер етирола, N-винил-3-(5)-метилпиразола, дивинилбензола и этилстирола общей формулы где n=79,2 — 81,1; m=7,2 — 8,9; k=6,6-6,7; I=5,1—

6,7 мол.%, 25 в качестве полупродукта для получения сульфокатионита.