Способ получения полимерных четвертичных аммониевых солей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

l 11! 576326

Со1Оз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное:к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.06.76 (21) 2377816/05 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.10.77. Бюллетень ¹ 38 (45) Дата опубликования описания 16.11.77 (51) М. Кл. С 086 73/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 678,745.2 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

В. С. Кравцов, М. В. Бурмистр и T. Г. Тюрина

Днепропетровский химико-технологический институт им. Ф. Э. Дзержинского (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ

АММОНИЕВЪ|Х СОЛЕЙ

1 (СНз)а N— - СНг К вЂ” СНа — x-(СНз} + п7СНа — З- СН Х—

CH СНз СН СН вЂ” X — СН вЂ” a— - 6H — X —

Изобретение относится к области получения ,полиэлектролитов — полимерных четвертичных аммониевых солей, используемых в .процессе ,флокуляции для получения анионнообменных мембран, как комплексообразователей.

Известен способ получения полимерных четвертичных аммониевых солей путем реакции поликонденсации дитретичных аминов и дигалдгенидов алифатического и алкилароматическо1го ряда в полярных растворителях, таких как диметилформамид, диметилсульфоксид, диметилацетамид, ацетонитрил, вода или их смеси (1). Но полученные,полиэлектролиты имеют низкую вязкость и соответственно низкий молекулярный вес. Это обусловлено, во-первых, тем, что образующиеся продукты реакции — димеры, тримеры, в большинстве полярных растворителей, в которых, проводят реак,цию, нерастворимы, и реакция протекает в 1гетеротенной среде, где рост цепей макромолекулы происходит медленно или прекращается; во-вторых, при использовании смеси растворителей, одним из которых является вода, на,пример диметилформамид — вода, при ее избытке реакция также, протекает в гетерогенной среде вследствие плохой растворимости дпгалогенида.

Кроме тото, в таком растворителе идет рсакция 1гидролиза дигалогенида и концевых

5 групп макро»олекулы. При проведсщц1 реакции в воде необходима высокая температура. что также приводит к гидролпзу д11талотенцдов и концевых -,рупп макромолекулы.

С целью получения полн»еров с высоким мо10 лекулярным весом по предлагаемому спосооу в процессе полпконденсацпи периодически добавляют .воду в количестве, которое необходимо для гомогенизацин реакционной массы,и реакцпонну 1о зlассу выдерж11Гают пос,ic 11р1115 бавленпя воды в теченпе 4 — 6 I.

Поскольку лропсходит п1дратация четвертичных аммониевых трупп, появлецис изоытка воды в реакционной среде пскл1очается. В 0120 зультате это.-о устраняется возможность ilpoтекания побочных реакций и обеспе 111вается ,гомогенность среды, что спосооствуст росту цепи макромозекулbl.

Реакцию,поликонденсацпи проводят по слс25 дующеи схеме:

576326

CH

Кнз

СН-, Я

Х: 1 3r

Формула изобретения

Составитель А. Переверяева

Редактор Л. Новожилова Техред Н. Рыбкина Корректор И. Позняковская Заказ 2533/2 Изд. ¹ 917 Тираж 633 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Сапунова, 2

Типография, пр.

Пример 1. В реактор, снабженный .мешалкой, затружают 2,304 г (0,012:r моль)

N,N,N,N -тетраметил-п-ксилилендиамина, 2, 100 г (0,012 .г моль) п-ксилилендихлорида, 40 мл ацетона и перемешивают при 40 С.

В ходе реакции в момент образования осадка полимера (визуальный контроль по мутности реакционной смеси) в реакционну ю массу добавляют воду,при 25 С. Процесс прибавления воды во времени идет сле,дую щим образом, мин — мл: 32 — 11,8, 57 — 23, 111 — 27,8, 192 — 32, 245 — 34,5. Добавление воды проводят до прекращения выпадения осадка,полимера. После это го реакционную массу выдерживают в течение 4 ч при темлературе реакции для .получения вьтсокомолекулярното лродукта, и выливают,в пятикратный избыток диметилформамида. При этом высаждается белая порошкообразная масса, которую отфильтровывают, промывают ацетоном и сушат в вакууме,при 60 С .в течение 5 ч. Приведенная вязкость 11,43 дл/г при концентрации полимера, равной 0,1 г/100 мл, характеристическая вязкость 3,1 в 0,07 н КС1.

Пример 2, Методика проведения опыта аналогична примеру 1. В отличие от последней, загружают 1,536 г (0,008 .г моль)

N,N,N,N - тетраметил - и - ксилилендиамина, 1,400 г (0,008 г моль) п-ксилилендихлорида.

Процесс добавления воды идет следующим образом, мин — мл: 27 — 7,5, 57 — 17,5, 129 — 25, 147 †. Приведенная вязкость 9,71. Характе ристическая вязкость 0,48,дл/г .в 0,6 н. КСI.

Пример 3. Методика проведения о пыта аналогична примеру 1. В отличие от последней за гружают 2,664 ir (0,012 г. моль)

N,N,N,N -тетраметил — 2,5 - диметил-и - ксилилендиамина, 2,1 (0,012 г моль) и-ксилилендихлорида. Процесс добавления воды идет сле5

4 дующим образом, .мин — мл: 27 — 0,8, 43 — 3,8, 107 вЂ, 144 †,5, 168 †, 200 †, 219 †,8, 300 †. Приведенная вязкость 11,345 дл/г.

Пример 4. Методика проведения опыта аналогична примеру 1. В отличие от последней загружают 8,7058;г (0,05 г. моль) N,N,N,N тетраметилгексаметилендиамина, 10, 2617 г (0,05052.г.моль), и-ксилидендихлорида 101 мл а|цетона. Процесс добавления воды идет следующим образом, мин — мл: 25 — 40, 55 — 60, 65 — 68, 90 — 80, 120 †1, 200 †1. Реакционную массу выливают в пятикратный избыток ацетона. При этом высаждается .белая, пастообразная масса, которую отделяют, промывают свежей порцией ацетона и сушат в вакууме. Приведенная вязкость 8,435 дл/г.

П р и и е р 5. Методика проведения опыта аналогична,примеру 1. В отличие от последней загружают 0,768 г (0,004 r моль) N N N,N тетраметил-п-ксилилендиамина, 0,812 г (0,004 .г моль) 2,5-диметил-п - ксилилендихлорида. .Процесс добавления воды идет следующим образом, мин — мл: 27 — 0,8, 39 — 1,5, 59 — 2,5, 66 — 4,2, 86 — 28, 138 — 12,6. Приведенная вязкость 4,08 дл/г.

Использование предлагаемого способа получения полиэлектролитов обеспечивает по сравнению с существую|щим способом возможность проведения .поликонденсации в гомогенной среде, что значительно повышает молекулярный вес,полимеров.

1. Способ получения полимерных четвертичных аммониевых солей путем поликонденсации дитретичных аминов и алифатических или алкилароматических дигалогенпдов в органическом полярном растворителе, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью получения полимеров с высоким молекулярным весом, в процессе поликонденсацпи псриодически добавляют воду в количестве, необходимом для гомогенизации реакционной массы.

2. Способ по п. 1, отл и ч а ю щи и с я тем, что реакцио|нную массу выдерживают после прибавления воды в течение 4 — б ч.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Цутида Э,, Сапада К., Синахора И. «Japan Ind. Chem» 74, А-44, 1971, 756 — 760.