Способ получения полиамфолитов

 

Союз Соаетсиия

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ

< >817030

/:=: (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19. 06. 79 (2! ) 2781878/23-05 (51)М. Кл.

С 08 F 220/60

С 08 F 8/00 с присоединением заявки ¹â€” ь (23) Приоритет—

Госуаарствеииый комитет

СССР по аелам изобретений и открытий

Опубликовано 30.0381. Бюллетвиь Й9 12 (Ç) УДК 661.18з.1гз (088.8) Дата опубликования описания 300381 ь (72) Авторы изобретения

Н.Г.Жукова, М.A.Коршунов, В.А.Голдобина, И.;А.Логвиненко, В.В.Крылова, Г.Н,Шварева и Е.И.Милова

1, 1 ! ь:. (7! ) Заявитель.

t (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИАМФОЛИТОВ я„о 4

СН = С" С-О" Я

1 1

Изобретение относится к получению синтетических ионообменных смол амфотерного типа, используемых для извлечения ионов металлов в гидрометал- > лургии и для других целей.

Известен способ получения полиамфолита, содержащего иминодиацетатные группы, путем карбоксиметилирования. алкиловым эфиром монохлоруксус- ® ной кислоты структурированного .полиаминостирола с последующим гидролизом сложных эфирных групп (11.

По этому способу полиамфолиты получают на стиролдивинилбензольной матрице, поэтому иониты имеют большой 15 вес элементарного. звена, и, следовательно, невысокую сорбционную емкость, а также неудовлетворительные Кинетические характеристики.

Известен также способ получения полиамфолита путем аминолиза полиами нами сополимера метилакрилата с дивйнилбензолом и последующим карбоксиметилированием аминосодержащего сополимера монохлоруксусной кислотой в присутствии карбоната натрия (21.

Недостатком данного способа является необходимость проведения аминолиза сополимера в жестких условиях или в течение длительного времени, при этом содержание азота в анионите после аминолиза не превышает 12%.

Цель изобретения — упрощение технологии синтеза амфотерных ионитов и увеличение степени превращения и сорбционных показателей.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения полиамфолитов путем сополимеризации эфиров акриловой или метакриловой кислот с дивинильными соединениями, аминолиза сополимеров этилендиамином и последующего карбоксиметилирования, в качестве эфиров используют эфиры акриловой или метакриловой кислот формулы где R< = Н Сн„.

R2= -1Н СООСНз,--CH COOC18, -СН1СООСН(СН g, — ÑH СН Сй, фенил, нитрофенил. указанные эфиры сополимеризуют с дивинильными соединениями, сополимер подвергают аминолизу этилендиамином и затем карбоксиметилируют монохлоруксусной кислотой.

817030

Аминолиз сополимеров эфиров проходит .легко в мягких условиях при обработке. сополимера 50-70%-ным водным pacTBdpoM этилендиамина при 60- . .100 С в течение 1-5 ч. азота монохлоруксусной кислотой в присутствии карбоната натрия синтезируют амфолиты.

Физико-химические свойства амфолитов, полученных по предлагаемому (AK-3 и AK-4) и известному (АМФ-2-7n) способам представлены в таблице.

Карбоксиметилированием получен- 5 ных анионитов, содержащих 14-20%

180-200

1 30-250

АК-3 14"20

2,0-2,2

188-200

2,6-2,8

АК-4 18-20

220

2,8

150

107

АМФ-2-7п 11

П р и м е ч а н и е. АК-3 — амфолиты получены на основе

% алифатических эфиров метакриловой или акриловой кислот,.

М

Ф

AK-4 — амфолиты получены на основе фенилакрилата, крезилакрилата, нитрофенилакрилата, или метакрилата.

Из таблицы видно, что аминолиэ ты. COE по меди из 0,1 í CuSO+, сосополимеров предлагаемым способом держащего 50 г в литре сульфата напроходит с большей степенью превраще- трия — 193 мг/г, COE по никелю иэ ний (большее содержание азота в 0,1 н N i SO+, содержащего 50 r в лит.анионите), чем сополимера метилакри- З5 ре сульфата натрия — 200 мг/г, удельлата, сорбционная емкость амфолитов ное набухание в воде - 2,2 мл/г, меAK-3 и AK-4 по меди и никелю выше, ханическая прочность в набухшем сочем амфолита АМФ-2-7п при меньшей стоянии — 98%. или равной удельной набухаемости. Пример 2. В реактор помещаII р и м е р 1. В реактор поме- ют 50 г фенилакрилата, 6,7 r технищают 50 r цианэтилметакрилата, 40 ческого дивинилбензола (47%-ной кон4,3 г технического дивинилбенэола . центрации), 44,8 г бензина БР-1, (47%-ной концентрации), 48,6 r бен- 1,12 r перекиси бензоила и 250 мл зина БР-1, 1,08 r перекиси бензоила водного 20%-ного раствора хлорида и 250 мл водного раствора, содержаще- натрия, содержащего 1% крахмала и го 20% хлорида натрия и 1t крахмала 4g перемешивают при 85 С в.течение 3,5ч, о о и перемешивают при 85 С в течение затем при 95 С в течение 2 ч.

3 ч, затем при 95 С вЂ” 1,5 ч. Гранулы промывают водой, удаляют

Матовые сферические гранулы про- бенэин отгонкой азеотропной смеси с мывают водой, затем удаляют бензин водой, затем высушивают и получают 50 г отгонкой азеотропной смеси с водой gp сополимера класса A (0,63-1,6 мм). полученный сополимер высушивают, 50 г полученного сополимера переВыход гранул диаметром 0,63-1, б мм — мешивают в 250 мл 70%-ного водного

52 г. раствора этилендиамина при 100 С в фО г полученного сополимера, на- течение 3 ч. Полученный анионит пробухшего в 200 мл диоксана, перемеши- мывают водой до нейтральной реакции. вают в 150 мл 503-ного водного рас- Содержание азота в нем 20%. твора этилендиамина при 90 C в тече- После карбоксиметилирования анионие 2,5 ч. Полученный анионит промы- нита монохлоруксусной кислотой при вают.водой до нейтральной реакции. рН 9 и обработки полученного амфолиСодержание азота в нем 19%. та AK-4 5%-ной соляной кислотой COE

Далее проводят карбоксиметилиро- 40 по меди из 0,1 í CuSO+, содержащего ванне монохлоруксусной кислотой в 50 r в литре сульфата натрия, составприсутствии карбоната натрия при ляет 220 мг/г, COE по никелю из 0,1 н рН 9. NiSO4., содержащего 50 r в литре сульПолученный амфолит AK-3 обрабаты- фата натрия — 240 мг/г, удельное навают 5В-ным раствором соляной кисло- 45 бухание в воде — 2,8 мл/г, механичес817030

Формула изобретения

О

II

СН = С СОR

2 2

Составитель Г.Русских

Редактор Т.Мермелштайн Техред N.Рейвес Корректор О . Билак

Заказ 1228/31 Тираж 530 Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал IIIIII "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 кая прочность в набухшем состоянии

98%.

Пример 3. В реактор помещают 50 г карбметоксиметилметакрилата, 5 r диизопропенилбензола (98%-ной концентрации), 33 г этилбензола, 1,1 r перекиси бензоила и 250 мл водного раствора, содержащего 20% хлорида натрия и 1% крахмала. Полимериза.ционную смесь перемешивают 3 ч при

90 С и 2 ч при 95 С.

Полученные полупрозрачные гранулы промывают водой и удаляют азеотропной отгонкой этилбензол. После высушивания получают 51 г сополимера класса A.

50 г полученного сополимера, на- 15 бухшего в диоксане, перемешивают в

150 мл 70%-horo водного раствора этилендиамина в течение.4 ч при 98-100 С. о

Гранулы промывают водой до нейтральной реакции. Содержание азота в ани- щ оните 14%.

Далее проводят обработку смолы аналогично примеру 2 и получают амфолит АК-3, имеющий емкость по.меди

188 мг/г, по никелю 180 мг/г, удельную набухаемость в воде 2,0 мл/г и механическую прочность в набухшем состоянии 99%..

Пример 4. В реактор помещают .50 г нитрофенилметакрилата, 5 г диизопропенилбензола (98%-ной концен-ЗО трации), 44 r бензина БР-1 и 1,1 г перекиси бензоила.. Смесь нагревают до 60 С при перемешивании, вливают

250 мл 20%-ного водного раствора хлорида натрия, содержащего 1% крах- З5 мала, затем повышают температуру до

80 С, при этом происходит плавление нитрофенилметакрилата и гомогенный раствор диспергируют в водной фазе.

Температуру реакционной смеси повы- 4Q шают до 90ОС и выдерживают при ней в течение 3,5 ч, после чего температуру повышают до 95 С и перемешивают еще 2,5 ч.

После промывки сополимера водой, отгонки бензина и высушивания получают около 50 г сополимера класса

1еА юг

Полученный сополиМер, набухший в диоксане, перемешивают в 150 мл

70%-ного водного раствора этиленди- ® амина в течение 2,5 ч при 90-100 С.

После отмывки анионита от этилендиамина его карбоксиметилируют и получают амфолит AK-4, имеющий емкость по меди 200 мг/г, емкость по никелю 230 мг/г, механическую прочность в набухшем состоянии 98%.

Предлагаемый способ значительно (в 5-16 раз) сокращает время реакции аминолиза, позволяет заменить автоклавы реакторами стандартного типа, повышает степень превращения при синтезе анионитов (содержание азота в анионите 14-20%) и сорбционную емкость полученных на их основе амфолитов.

Используемые эфиры обладают более высокой температурой кипения, мень,шей летучестью и большей вязкостью, чем низшие алкиловые эфиры акриловой и метакриловой кислот, что способствует получению гранульных сополимеров с дивинильными соединениями с высоким выходом заданного узкого гранулометрического состава.

Способ получения полиамфолитов путем сополимеризации эфиров акриловой или метакриловой кислот с дивинильными соединениями, аминолиза сополимеров этилендиамином и последующего карбоксиметилирования, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения технологии синтеза амфотерных ионитов и увеличения степени превращения и сорбционных показателей, в качестве эфиров используют эфиры акриловой или метакриловой кислот формулы где R< = Н„СН,;

RZ -СН2COOCRji СН2СООС Н, -СН2СООСН(СН ), -СН СН фенйл, нитрофенил.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 522193, кл. С 08 F 8/ОО,С 08 F

212/08, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 280843, кл. С 08 F 220/60, С 08 F F J 5/20, 1969 (прототип).