Способ получения сульфокатионита

 

О П И С А Н И Е l943I2

И 3 О Б РЕТЕН ИЯ

N АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Сет1иалистических

Реснублик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 24.VI.1965 (№ 1014086/23-5) Кл. 39с, 25/О! с присоединением заявки ¹

Приоритст

МПК С 08 .

Комитет по делам изобретений и открытий лри Сосете 1т1инистрсв

СССР

Опубликовано 30.ill.1967. Бюллетень № 8

, Д1< 661.183,123.2;678. .746.22-9(088,8) Дата опубликования описания ЗОЛ .1967

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФОКАТИОНИТА

Известно получение сульфокатионита на основе полистирола путем сшивания его обработкой параформальдегидом, растворенным в серной кислоте, с последующим введением сульфогрупп известными методами. Недостатком этого способа является неудовлетворительная совместимость полистирола с раствором параформальдегида в серпой кислоте, в результате чего получают катионит, неоднородный из-за различной степени сшивки у поверхности и в глубине зерна.

Предлагается способ получения сульфокагионита на основе полистирола путем сшивки

его толуолформальдегидной смолой с последующим введением сульфогрупп, Толуолформальдегидная смола хорошо совмещается с полистиролом, она является одновременно и сшивающим агентом, и пластификатором. Процесс сшивки происходит легко и при мягких условиях, а получаемый катионит отличается высокой степенью однородности.

Катионит можно получить в виде частиц неправильной формы (блочный метод) или в виде частиц правильной шарообразной формы (суспензионный метод). По блочному методу ца горячих вальцах совмещают полистирол и толуолформальдегидную смолу (ТФС), полученную массу измельчают и сульфируют. После приведения в равновесие с водой сульфокатионит распадается IIB частицы нужного размера (0,3 — 1 ял).

По суспепзионному методу. полимеризацию стирола проводят в присутствии ТФС и перекиси бензоила. Полученные гранулы сушат и л льфируют. Варьируя соотношение ТФС и полистирола, можно получить ряд сульфокатионитов с различной степенью сшивки (так называемые «ионны сита») . «Ионные сита> используются для выделения и разделения ионов, имеющих различные размеры.

Предлагаемый способ позволяет получать катионообменные смолы с высокой обменной емкостью: 4,0 — 4,5,1t«экв/г сухой смолы. Эти смолы практически содержат только один тип функциональных групп — сульфогруппы.

Пример 1. Синтез толуолформальдегнд. ой смолы.

В эмалированный реактор, снабженный ме20 палкой, обратным холодильником и водяной рубашкой, последовательно загружают

325 вес. ч. 30%-ного формалина, 206 вес. ч. серной кислоты (при охлаждении и перемешивании) и 100 вес. ч. толуола. Реакционную смесь перемешивают при 96 — 97 С в течение

6 «ас. Кислотный слой сливают, прибавляют

50 вес. ч. толуола, перемешивают в течение

20 л ин, органический слой промывают горячей (70 С) водой, нейтрализуют 1%-ным аммиач30 ным раствором и промывают нодон до ней194312

Количество

ТФС, / от полистирола

Удельный объем, лл/г

10,2

9,0

8,0

6,9

5,8

5,5

5>3

Предмет изобретения

Составитель Г. Русских

1 скреп T. П. Курилко Коррекзорьи С. М. Г>елу"HH:: и Е. H. Гудзона!

-, 1ак гор JI. К. У>иакова

Заказ 1 >74 9 тираж 535 Г1одииспос

Ш-IHH .11I Комитеl;! ис делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, то 4

Типографи>1, ир. Сапунова, 2 тральной реакции. Обратный холодильник переключают IIH пря 1014 и отгоняют толуол и воду при 60 - С и пегиубоком вакууме. Получают 110 вес. ч. толуолформальдегидной смолы (густая жидкость желтого цвета), содержащую 9% кнс:IOp033. С >1 Злу хранят Б стеклянных бутылях при комнатной температуре.

Пример 2. В шаровую мелы нцу загр;— жают 100 вес. ч. порошкообразного полистирола и 30 вес. ч. ТФС, пере пешивают 30 лин, выГружают и ва, >ьцуloT при 1 10 С 3 течение

30 лин до получения однородных листов. Листы дробят до кусков размером 5- — 20 лл v. обрабатывают концентрированной серной кислотой (уд. в. 1>84), содержащей 0,5";, сульфата серебра, при 70 С в течение 6 чав. Весовое соотношение серная кислота: полимер 7: 1.

Обработку ведуT в эыалнроьаш1ом реакторе, снабженном мешалкой, обратным холодильниКом и водяной рубашкой. Полученнун1 ка- 2О

"1 ° тионообменную смолу оделяют от кислоты на нутч-фильтре, пром ывают последовательно

70,.40 и 20о,-ной серной кислотой и дистиллированной водой.

Смола имеет следующие свойства: обменная емкость по иону Xa+ пз нейтрального раствора 4,1 лг. экв/г сухой смолы, из щелочного раствора 4,2 мг экв/г сухой смолы, удельный объем 5,8 лл/г.

Пример 3. В эмалированный реактор, ЗО снабженный мешалкой, обратным холодильником и водяной рубашкой, загружают

100 вес. ч. дистиллированной воды и 0,56 вес.ч. поливинилового спирта. Перемешивают при

70 С до полного растворения полимера (30 >14ин) . В отдельной емкости, снаб>женпо14 мешалкой II обратным холодильником, смешивают при комнатной температуре 10 вес. ч. стирола. 3,5 вес. ч. ТФС и 0,2 вес. ч. перекиси бензоила. Раствор выливают в реактор, тем- 40 пературу повышают до 85 С, перемешивают в течение 4 час, затем охлаждают до температуры 25 — 30 С, отфильтровывают гранулы на нутч-фильтре, промывают водой и высушивают при 30 — 35 С до постоянного веса. Далее ведут обработку серной, кислотой, как в примере 2.

Катионит,имеет следующие показатели: обменная емкость по иону Ка+ из нейтрального раствора 4,2 мг ° экв/г сухой смолы, из щелочного раствора 4,3 лг. экв/г сухой смолы, удельный объем 5,5 мл/г.

Пример 4. Получение ионных сит. Все операции аналогичны операциям, указанным и примере 2. Содержание ТФС в композиции

ТФС вЂ” полистирол варьируют от 5 до 50 / (от веса полистирола). Получают образцы смол, имеющих примерно одинаковую обменную емкость (4.2 лг экв/г), но различный удельный вес.

Ниже приведен удельный объем смол, содержащих различные количества сшивающего агента.

Способ получения сульфокатионита на осноI:e полистирола путем его сшивания и последующего введения сульфогрупп, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии и улучшения свойств катионита, для сшивки полистирола применяют толуолформальдегидную смолу.