Способ получения аминооргапосиликагелей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

300468

Союз Советскит

Социалистическит

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено ОЗ.XII.1969 (¹ 1383278/23-4) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 07.IV.1971. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 1.VI.1971

МПК С 07f 7/00

Ко?инте? по дела?и изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 547.245.07 (088.8) Авторы изобретения

В. К. Савельев, А. А. Чуйко, В. А. Тертых, Е. А. Чуйко, Г. Е. Павлик и Т. Д. Воронкина

Киевский ордена Ленина государственный университет им. Т. Г. Шевченко

Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АМИНООРГАНОСИЛИКАГЕЛЕИ

Изобретение относится к получению химически модифицированных кремнеземов, содержащих на поверхности привитые органические радикалы с основными группами NH2, которые могут быть использованы как активные наполнители полимерных материалов, содержащих в макроцепях кислые функциональные группы, как избирательные сорбенты веществ кислого характера и др.

Известно получение аминоорганосиликагелей путем обработки поверхности двуокиси кремния у-аминопропилтриэтоксисиланом в паровой фазе при повышенных температуре и давлении.

Однако таким образом не удается ввести в поверхностную химическую реакцию большинство гидроксильных групп исходной поверхности Si02, результатом чего является малая величина статистической обменной емкости, характеризующей количество привитых к поверхности аминоалкильных групп.

Цель изобретения — получение аминоорганосиликагелей со значительно увеличенным количеством химически привитых органических радикалов с аминогруппами к твердой поверхности, а также расширение ассортимента аминоорганопроиз водных силика гелей, содержащих наряду с аминоалкильными группами другие органические радикалы, — достигается тем, что исходную поверхность Si02 предварительно обрабатывают олефинорганотрихлорсиланом и затем после гидролиза введенных на поверхность атомов хлора ее модифицируют предпочтительно аминоалкилалкоксисиланом, 5 например диаминогексаметплентриэтоксисиланом или аминопропплтриэтоксисиланом.

Предложено также для увеличения количества NH2-групп подвергать модифицированный таким образом силпкагель либо гпдролизу, на1Q пример водой, либо сополимеризации с непредельными аминами. Процесс модифицирования лучше вести при нагревании до 125 С в автоклаве, а последующий гидролиз при 110 С.

Пример 1. 250 г высушенного при 150 С в

15 течение 3 час силикагеля (уд. поверхность

400»с- г) и 375 мл (1,5»тл/г силикагеля) диаминогексаметилентриэтоксисилана помещают в автоклав емкостью 2 л, в котором проводят реакцию модифицированпя в течение 6 «ас

20 при температуре 125 С. Десорбцию не всту.пившего в реакцию аминосилана осуществляют при этой же температуре в вакуумном сушильном шкафу в течение 12 час. Статистическая обменная емкость (COE), определенная по ме25 тоду Тростянской, составляет 1,9»т»т/г.

Образец устойчив в вакууме до 400 С.

Пример 2. Исходный силикагель, высушенный при 150 С в течение 2 час, обрабатывают парами винилтрихлорсилана в эксикато30 ре при комнатной температуре в течение су300468

Предмет изобретения

Составитель М. Кожинская

Редактор Т. Г. И1арганова Техред Л. Л. Евдонов

Корректор T. А. Китаева

Заказ 1313/17 Изд. Ко 592 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ток. После десорбции физически сорбированного силана и гидролиза атомов С1 при отмывании дистиллированной водой до исчезновения в промывных водах ионов хлора, силикагель высушивают 12 час при 150 С. Затем его модифицируют у-аминопропилтриэтоксисиланом, для чего 250 г полученного сухого силикагеля и 25 лл (0,1 ил/г силикагеля) у-аминопропилтриэтоксисилана помещают в автоклав на 2 л. Реакцию ведут 6 час при 125 С. После десорбции физически сорбированного силана, проводившейся в вакуумном сушильном шкафу при 125 С в течение 12 час, определяют

СОЕ, которая составляет 0,8 ям/г.

Пример 3. 250 г силикагеля, полученного в примере 2 и содержащего на поверхности аминопропильные и винильные группы, помещают в автоклав емкостью 2 л, куда приливают 75 мл (0,3 мл/г силикагеля) метилвинилпиридина. Реакцию сополимеризации ведут

6 час при 225 С. СОЕ десорбированного в вакуумном сушильном шкафу образца составляет 1,3 мм/г.

Пример 4. 250 г высушенного при 150 С в течение 2 час силикагеля помещают в автоклав объемом 2 А, приливают 100 мл (0,4 млlг силикагеля) у-аминопропилтриэтоксисилана.

Реакцию ведут 7 час при температуре 90 С.

К охлажденному в закрытом автоклаве продукту реакции приливают 80 мл воды (0,3 мл/г силикагеля). Гидролиз в закрытом автоклаве ведут 7 час при температуре 110 С. Температура десорбции 70 С, время десорбции 24 час.

СОЕ составляет 1,2 мм/г.

Пример 5. 250 г высушенного силикагеля (как в примере 3) помещают в автоклав на

2 л, приливают 125 мл (0,5 мл/г силикагеля) диаминогексаметилентриэтоксисилана. Реакцию ведут 7 час при 90 С. К охлажденному в закрытом автоклаве продукту реакции приливают 250 мл (1 мл/г силикагеля) дистиллированной воды. Гидролиз в закрытом автоклаве ведут 7 час при 110 С. Температура десорбции

5 70 С, время десорбции 24 ча, СОЕ равна

2,1 мм/г.

10 1. Способ получения аминоорганосиликагелей обработкой поверхности двуокиси кремния аминоалкилалкоксисиланом в паровой фазе при повышенных температурах и давлении, отличающийся тем, что, с целью повышения

15 количества химически привитых к поверхности

SiO2 органических радикалов с NH2-группами, поверхность двуокиси кремния предваритель" но обрабатывают олефиноорганохлорсиланом с последующим гидролизом полученного при

20 этом продукта.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве аминоалкилалкоксисиланов используют полиаминоалкилалкоксисиланы, например диаминогексаметилентриэтоксисилан.

25 3. Способ по пп. 1 — 2, отличающийся тем, что обработку поверхности ЯОр аминоалкилалкоксисиланом ведут при 125 С.

4. Способ по пп. 1 — 3, отличающийся тем, что, с целью увеличения количества химически

30 привитых к поверхности радикалов с NH>-группам, модифицированный силикагель подвергают гидролизу, например водой.

5. Способ по пп. 1, 4, отличающийся тем, что гидролиз ведут при температуре 110 С.

35 6. Способ по пп. 1 — 3, отличающийся тем., что, с целью введения дополнительных органических аминогрупп на поверхность SiO, модифицированный силикагель подвергают сополимеризации с непредельными аминами.