Комплексообразователь многовалентных ионов металлов

 

ОП ИСА Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ ((1) 534I86

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено .28.05.74 (21) 2029565/05 (23) Приоритет — (32) 28.05.73 (31) P 2327097.5 (33) ФРГ (43) Опубликовано 30.10.76. Бюллетень Уе 40 (45) Дата опубликования описания 22.11.76 (51) М.Кл. С 08 F 220/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 678.744.3 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Вильгельм Фогт, Эберхард Ауер, Гюнтер Ленц, Карл Меркених и Клаус Хеннинг (ФРГ) Иностранная фирма

«Кнапзак АГ» (ФРГ) (71) Заявитель (54) КОМПЛЕКСООБРАЗОВАТЕЛЬ

МНОГOBAJIEHTHblX ИОНОВ МЕТАЛЛОВ

Настоящее изобретение относится,к области комплексообразования многовалентных ио(но(в металло,в.

Из вестно использован(ие B качестве комплек(сообразователя многовалентных ионов металлов полиа(криловюй кислоты.

Известно та(кже .применение .в качестве ео(мплексоо бразо зателя многовалентных ионов металлов .натриевой соли (поли-а-тидроксиа(криловой кислоты.

Ком(плексующая способность этой соли выше, чем полна(крилата аммония но также оравн(ительно невелика и, кроме того, применение .натриевой соли поли-а-гидроксиакриловой (киюлоты ограничивается из-,за вьвсоких затрат ве(производства.

Цель изобретения — устранение указанных недостатков.

Эта цель достигается тем, что в качестве комплеесообразователя много(валентных ионов металлов применяют сополимер 15 — 91 мол. % гидроксиа(крило вюй ки(слоты и 9 — 85 мол. % акриловой кислоты или солей щелочного металла и аммониевого основания указанного со(полимера.

П р и м е(р 1. Смесь 213 г (2 моль) а-хлоракриловой кислоты и 1,5 л бензола нагревают в,полимер изацион(ном сосуде до 80 С и добавляют 1 г перекиси бензоила. Вслед за этим в смесь при интенсивном перемешивании,IIpHIKBIIIbIBBIOT 72 г (1 моль) акрцловой кислоты в течение 30 мин. После добавления еще 2 г перекиси бензопила смесь выдерживают еще 5 час при 80 С, затем охлаждают, 5 полимер отфильтровывают H сушат. Получают 286 г сополимера с содержанием хлора

24,1О/о. С учетом того, что во,время полимериза|ции выделяются слвды газообразного HCl, содержание звеньев акриловой (кислоты в сополимере оказалось равным 34 мол. /о. Относителыная вязкость 1%-ного (раствора:со. полимера в димет(илформ амиде при 25 С соста;вляет 0,63.

Для (получения сополимера а-гидроксиаирило вой (кислоты с акриловой,кислотой

80 г,вышеописанного хлорсодержащего сололимера размешивают в 800 мл кипящей воды и кипятят 3 час при сильном (перемешивании. Выпавший мелкопорошковый продукт гидролиза отфильгровывают и сушат. Выход составляет 55 г. 1%-,ный раствор сополимера в 2 н. водном растворе NaOH при 20 С имеет относительную вязкость 0,34.

Пример 2. Смесь 213 г (2 моль) а-хлоракриловой кислоты, 14,4 г (0,2 моль) акриловой (кислоты и 2 .н. эссоварсола (Essovarsol— фрак(ция минерального масла фирмы «ESSO», кипящая iB интер вале тем(ператур 144 — 175 С) нагревают,до 80 С .в полимеризационном сосуде и затем добавляют 2,13 г перекиси

534186

Таолпца !

4 5

Пример

А

Б в г

Л

Е

Ж з

144,0

3,6

353,0

18,3

50,0

0 52! 04,0

0,36

72,0

3,0

280,0

22,5

34,0

0.48

97,0

О, 30

28,8

2,!3

236,0

26,7 17,0

0,57 ,89,0

С,20

Таблица 2

Комплексующая способность

Продукт по примеру действительная теоретическая

246

241

242

237

268

1

3

5

45 6

Полиакриловая кислота

Поли-а-гидроксиакриловая кислота

81,4

82,9

82,8

84,5

74,7

409

464

684

507

277 274

72,3

242, 265

82,5 бензоила. Смесь, перемешивают 5 час при

80 С и после охлаждения отфильтровывают сополимер. Сополимер п ромывают ниэкс!кипящим петролейным эфиром и сушат. Получают 222 г саполимера с содержанием звеньев а1криловой ки1слоты 9% м,ольн.

140 г вышеописанного сополимера перемеши вают,в 1,5 л кипящей .воды и аналогично примеру 1 переводят в сополимер, содержащий забвенья а- гндроксиакри IQBOH .кислоты.

Относительная !вязкость 1% íîãî раствора сополимера в 2 н. водном ipaicTворе NaOH при 20 С составляет 0,15.

Пример ы 3 — 5. Поступают аналогично примеру 2, изменяют однако, толыко количество:пригменяеомой акрпловой .кислоты и инициатора. Полученные результаты опытоз представлены.в табл. 1.

Примечания:

А — количество акриловой кислоты, г.

Б — количество перекиси бензоила, г.

 — выход хлорсодержащего сополпчера, г.

à — содержание хлора в сополнмере, Д вЂ” содержание звеньев акриловой кислоты в хлорсодержащем сополимере, мол. о.

Š— относительная вязкость lо о-ного раствора хлорсодержащего сополимера в диметнлформамиде при 25 С.

Ж вЂ” выход гидролнзованного сополпмера, г.

3 — относительная вязкость 1 %-ного раствора гидролизованного сополимера в 2 н. водном растворе ИаОН при 20 С.

Пример 6. В .полимеризационном сосуде ра!ство1ряют 213 г (2 моль) а-хлоракриловой кислоты в 7,5 г эссоварсола и нагревают до 80 С. После д обавления 3, 5 г !перекиси бензоила при,интенсивном перемешивании

IIpHIKBinbIBBIoT 720 г (10 моль) акриловой кислоты в течение 3 час. Кроме этого, через каждый час четыре раза добавляют по 1,5 г перекиси бензоила. Реакция длится 8 час.

После оконча ния реа!кции сополимер отфильтровывают,,промывают iHH3IK0IKHHH HM петролейным эфиром и сушат.

Получают 938 г сополимера с содержанием хлора 7,5%. Содержание звеньев аериловой кислоты составляет 84 мол. %.

Вязкость 1%-ного раствора сополимера в диметилфо рмамиде при 25 С равна 0,79.

Для,гидролиза 80 г сополимера кипятят

3 час .в 1 л,воды. Затем раствор упаривают досуха.

Выход продукта гидролиза составляет

69 г. Вяз кость 1%-ного раствора сололимера в 2 н. водном 1раство ре NaOH при 20 С

ipa:вна 0,5,5.

Комплексующую способность продуктов гидролиза, полученных по .примерам 1 — 6, определяют титро ванием водного,раствора карбоната натрия, !который содержит примерно 0,2 вес. % продукта гидролиза и рН котаро"O,даве!ден до 10, 0,05 н.,водным раствором ацетата !кальция до появления устойчивого помутнения.

Комплексующая опособность оценивается количеством милиграммов ионов кальция, содержащихся в 1 г,продукта ги дролиза в растворе.

Комплексующую способность продукта гидролиза можно рассчитать по следующей форм,:уле: комплексующая способчость = атомный вес Са 20000

1СОО = — — — мг/г, 2хЭ Э при чем Э вЂ” эквивалентный вес продукта гидролиза, его определяют ацидиметрическим титрованием.

В табл. 2 .приведены полученные значения компле!ксующей сносооности п1родуктов согласно изобретению по сравнению с соответствующими значениями полиакриловой кислоты и поли-а-гидроксиакриловой кислоты.

Табл. 2 демонстрирует !преимущество лроду1ктов согласно изобретению по сравнению с аол иа криловой и поли-а-гидро ксиакриловой кислотами.

55 Поли - а - гидроксиакрило|вую кислоту, используемую,в качестве продукта сравнения, получают следующим образом.

A. В круглой !колбе, снабженной мешалкой и обратным холодильнико!м, кипятят

60 смесь 100 г а-хлоракриловой кислоты, 400 мл бензола и 1 г перекиси бензоила в атмосфере азота в течени е 3 час. Вьипавший полимер отделяют и сушат в вакууме при 40 С. Выход поли-а-хлораириловой кислоты состав65 ляет 100%

534186

Формула изобретения

Соста=:;-.ель В. Полякова

Редактор Л. Герасимова Техред В. Рыбакова Корректор И. Симкина

Заказ 960/1464 Изд. Мз 1738 Тираж 630 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред, «Патент»

Б. Готовят водный, насыщенный при 30 С расввор поли-а-.хлора криловой кислоты и этот раствор кипятят 2 час. Выпавший продукт гидролиза опмывают от хло ридов и сушат в ва кууме при 60 С, Выход поли-а-гидроксиакриловой кислоты составляет 77 г (100 теоретического). Продукт гидролиза имеет молекулярный вес

2800 и комплексующую способность 265 мг

С а/г.

Применение сеполимеров 15 — 91 мол. % гидроксиа криловой кислоты и 9 — 85 мол. о/о акриловой кислоты или солей щелочного металла и аммониевого основания указанного сополи мера:в качестве 1ком плексообразователя многовалентных ионов металлов с целью повышения эффективности комплексообразования.