Способ получения водорастворимых полиэлектролитов

 

О П И С А Н И Е (и) 529176

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01. 1 .. 74 (21) 2075055/05 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (51) М. Кл.

С 08 212/08

С 08 1 220/18

С 08 7 8/06

Государственный нонитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано25.09.76.БюллЕтЕнь № 35 (53) УДК 661.183. . 123 (088. 8) (45) Дата опубликования описания09.02.77

{72) Авторы изобретения

А. К. Светлов, И. А. Крахмалец, В, Д, Лазарченко, N. Ф. Тавобилов и И. A. Пушкарева

Кемеровский научно-исслед"брательский институт химической промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ

ПОЛ ИЭЛЕК TPO.|IV! TÎB

Изобретение касается получения полимеров, содержащих ионогенные группы, преимущественно синтеза водорастворимых полиэлектролитов, и может быть использовано в гидрометаллургии для извлечения металлов, в качестве флокулянтов в процессах водоподготовки, в медицинской промышленности и др.

Основными методами получения полиэлектролитов, растворимых в воде, являют- IQ ся, во-первых, полимеризация мономеров, содержащих лиофильные группы, во-вторых, введение в готовые полимеры ионогенных групп, придающих полимеру лиофильность, в-третьих, модификация полимеров, содер- 15 жащих химически активные группы, Среди указанных методов заслуживают внимания два последних, поскольку позволяют использовать промышленные полимеры.

Известен способ получения водораство- 20 римых полиэлектролияов путем аминоалкилирования поли-2-метил-5-винилпиридина (11 .

Недостатком способа является сложность выделения готового полиэлектролита из реакционной смеси, содержащей большие ко- 25

2 личества модифицирующего агента, большой расход реагентов и, как следствие, значительное количество отходов и проблема их регенерации.

Для упрощения технологии получения водорастворимых полиэлектролитов повышенной чистоты сополимеры стирола или эфира акриловой или метакриловой кислот с дивинилсульфидом (ДВС), содержащих ионоген» ные группы, обрабатывают водными растворами перекиси водорода 10-30%-ной концено трации при 50-100 С.

Преимуществом метода перед известным является использование перспективных ионнтов на основе сетчатых сополимеров, содержащих поперечные сульфидные мостики, что придает сополимерам ценные сорбционные свойства (2j.

Процесс окисления ионитов на основе сополимеров моновинильного соединения и ПВС осуществляется в одну стадию. Основным побочным продуктом окисления является вода. Использование в реакции окисления ирак тически ни в чем не растворимого сетчатоФO ИГ апта СУШЕСТНЕПНГ УПРОШ 1ЕТ СТИДИЮ ВЫ-! !1 пеllия водорс1створих! 01 о поли апек трепи т», f3 и!)Оцессе crlHTE за1 Водор11ствг)!>и111ых по1п1зпектропитов происходит окпспе11ие

-С - 5-(".-звеHA с обра 30Bанием как супьфо-, г

1 ак и карбоксильных групп. Такие гг>уппы, в случае полизлектропитов кислотного типа, овышают емкость, в случае основного типа оздают амфотерность. Наличие попифункцио-

1!1альности здесь не следует рассматривать Я как загрязнение попиэлектролита, поскольку функциональные группы Химически свя- запы с матрицей, они не существуют в виде отдельных компонентов и не вымываются, как обычные примеси. !5

1!ля полиэлектролитов основного типа амфотерность, вызванная образованием супьфо- и карбоксильных групп,не оказы- вает заметного влияния на его свойства, поскольку количество дивинилсульфида, ис- 20 пользуемое для сшивки полимера, мало.

Более того, в некоторых случаях их ,присутствие может оказаться полезным11

Ф так как придает полиэлектролиту хелатооб». . разующие свойства. 25

Полиэлектролиты„, получающиеся по предлагаемому способу, не содержат продуктов окисления: полимерного каркаса, поскольку энергии разрыва связи С вЂ” 6 сос тавляет 54 ккап,! а энергия разрыва свя- ЗО зи С-С равна 62,8 к1 ал. В первую очередь осуществляется разрыв связи С - S и сшитый ионит переходит в водорастворимое состояние.

Пример 1.. Смесь из 60 r стри,рола и 9,8 г LIBC с добавлением 0,8 r нитрила азоизомасляной кислоты в ка, естве инициатора полимеризации распреде-, ляют в эмульсионной среде. Эмульсионную среду готовят завариванием 2,7 г крахма- 4О ла в 1-10%-ном растворе поваренной соли.

Приготовленную смесь выдерживают 8 ас при температуре 75-80 С. Образующийl

1 я сополимер отделяют от маточного раство-45 ра, промывают горячей водой. и высушивают.

;Содержание серы в сополимере 2,7%. Гранулы сополимера хлорметируют 5-10 вес. ч.

L монохлордиметилового эфира — в присутст| ии 0,3-1,0 вес. ч. хлористого цинка. Хло - 6 метилированный сополимер отделяют от ма.

1 г очного раствора, промывают 3-5 вес. ч. етилаля, 8-10 вес. чг 5%-ной соляной ислоты, водой до отсутствия ионов хлора и аминируют 10-15 вес. ч.. 20-25%-ным водным раствором триметиламина при 40о

45 С:в течение 6-8 час. Гранулы анионит

1 тделяют от маточного раствора, промываю(г дистиллированной водой и переводят в гид 1оксильную форму. Содержание азота в 6>

)1о)lи 1е сoc тавпяет 1,2 1ч OTQтическая об. е;.. т, . 0,1 . !".1-!у НсЕ

3,5 1" ° зкв/г, по 0,1 и. раствору Са(. Г 3>2(I мг зкв/г.! ранупьr ио1п1та обрабат1,1ваь г 51 0 вег;, ч. 15- 30%-ным раствором перекиси

Водорода при R0-,IÎ С в течение - -4 час. о, > ! !опучают водорастворимый п опиэпектропит, 1.татическая обменная емкость нопиэпектг слита по 0 1 и раствору НЫ 3 l мг экв/г но 0,1 н. раствору COIGE< 2,7 к1 ° зкв/г.

Пример 2. Соноппмер стиропа и IRC с содержанием серы 6%, попучепнь;и по методике, описанной в примере 1, супьфируют 4-8 вес. ч. серной кислоты концентрацией 98-102% при 20-40 C в гечение 15-60 мин, Гранупы супьфока1иоки— та отделяют от маточногo раствора и промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции. Общее содержание серы 16,1/.

Статистическая обменная емкость по 0,1 н. раствору No! OH 4,92 мг.экв/г, по 0,1 н. раствору Сд Cfr> 4,15 мг экю/г. Статическая обменная емкость по меди 125 мг/г.

Гранупы катионита обрабатывают 5-10 вес. ч. 15-30%-ной перекисью водорода о при 80-90 С в течение 2-4 час, Получают водорастворимый попиэпектропит. МаСсу упаривают либо до снропообразного, пи бо сухого состояния. Статическая обменная емкость попиэпектролита по 0,1 н. раствору N(I OH 19,95 мг экв/г, rro 0,1 н. раствору CQC E 15, 13 мг. зкв/г. Статическая обменная емкость по меди 124 мг/г.

Пример 3. Смесь из 60 г метилакрипата и 9,8 г lIBC с добавлением 0,8 г динитрипа изоазомасляной киспоть1 распределяют в змульсионной среде. Сопопимеризацию проводят 8 час при температуре о

50-70 С, Гранупы сопопимера отделяют от маточного раствора и промывают водой.

Содержание серы 3%. Сопопимер метипакрилата и ДВС омыляют 1 0-1 5 вес . ч. 1 0о

1 5%-ным рас тв ор ом 1целоч и при 90-1 00 C в течение 8-10 час, отделяют от маточного раствора, обрабатывают 5-1 0 вес. ч. 38%-ным раствором соляной кислоты и отмывают водой до нейтральной реакции. (.татическая обменная емкость rlo 0,1 н. раствору МООН10,85 мг-экв/r, йо ионам меди 59,5 мг/г. Гранулы катионита обрабатывают 5-10 вес:, ч. 15-30%-ной перекисью о. водорода при 80-90 С в течение 2-4 час.

Получают водорастворимый попиэпектропит., Статическая обменная емкость попиэпектролита по 0,1 н. раствору NG0H 12,14 м1 ° экв/г, по ионам меди 59,3 мг/г, но стрептомицину 7,4 мг экв/г.,r3>accy упарпвают либо до сиропообразного, либо сухог. состояния.

Ф (! () Xl У !(Е1 изобретения (.нос об 11олученин е1одор!!створил1ь(х нолиэл ктролнтов путе!! химической обработки л13л11л(еЕ!ОВ, L! т л ll ч «3 F) Еи и и с тем, ч о, с деле!к у(11ю11(енин технологии !

Еолучее(ия нолиэлек? ролитоя повын(едной часто ты, сонолимеры стирола или эфира акриловой или метакрилoBîf) киl лот с дивннилсульфи- дом, содержаиеие ионогF инь1» группы, обра-

61!ТЕ н3а К)Т В1!дны. 1 1(!ство(! Ол! 11! f >1- 1! 1IC!1 131)ЕIО род» I ()-30,о-ной кониентрацин !.; и !(11 (.3(. (.! 1с точи ик и !1нфОРл1а11нн:l! il;:.11! 3»1,.1;!- Bn В1111л(анне лри экспертизе:

1 . !!Вторск Ое cB11дет еле 1 в l (((1 !

Ь 4(!0283 М кл ((>Я у !,!. (1У. ) 1,., 2, Вторское свидетельств; ((((-

У! 1(- -"23! М. кл. (. (Ж Г " ()(1, 1 .17. 3

Составитель B. Мкртычап

Редактор 1, Ш;!11!ва Техред М. Ликович Корректор: Л 13ЕЗГ 1 н1- каи

Заказ 5253/ 1 2 Тираж 630 Подписное

Ш1И)П!!! ) О!.:ударственного комитета Совета Министров ССС1

IIo делам изобретений и открытий

1 13С) 35, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Фили:1-: П! ! . "! IarcHT г. Ужгород, ул. Проектная,