Способ получения ионообменников

О П И С А Н И Е 198649ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт, свидетельстваЗаявлено 16,11.1966 (И 105601523-5)с присоединением заявкиПриоритет Кл, 39 с, 25 1 ПК С 08 т митет по делам изооретеиий и открыти при Совете Мииистров СССРдаявител ОИООБМЕННИКОВ СОБ ПОЛУЧЕ винилпиридинов со стиводносуспензионным или Фосфориллровапнгпй сопоИзвестен способ получения ионообменников сополимеризацией стирола с дивинилбензолом, фосфорилированием полученных сополимеров треххлористым фосфором в присутствии катализаторов Фриделя - Крафтса с последующим окислением и омылением. При этом получают сильпокислотные ионообменники,Для разделения ряда важных в науке и тех нике элементов широко применяются амфотерные ионообменные смолы,Предлагаемый способ получения амфотерного ионита состоит в том, что сополимеризуют стирол с дивинилбензолом и с изомерами винилпиридина или с 2-метил-випилпиридином в присутствии катализаторов ФридсляКрафтса (хлорнстого алюминия, бромистого алюминия и т, п,) треххлористым фосфором при кипении. Продукт, содержащий дихлорангидридные группы трехвалентного фосфора, омыляют и окисляют азотной кислотой. Указанные превращения могут быть осуществлены также на сополимерах различных изомеров винилпиридина. Однако наиболее регулярная структура, т. е. чередование звеньев винилпиридина и стирола, может быть получена при использовании в качестве сомономера 4-винилпиридина.Сополимеризациюролом проводятблочным способом. лимер стирола с винилпиридином гидролизуют водой и окисляют 10%-ной азотной кислотой при комнатной температуре в течение24 час (окпсление может быть проведено иболее концентрированной азотной кислотой,например 5 и., благодаря устойчивости пиридиниевого цикла в указанных условиях).Предлагаемый способ может быть использован для получсция разнообразных ионообмен 10 ных материалов, пленок и волокнообразующихматериалов на основе сополимеров винилпиридина и стирола с целью придания им амфотерпых свойств,Прп определении емкостей синтезированных15 ионитов обычпьми методами наблюдается несоответствие полученных и рассчитанных (посодержанию азота и фосфора) емкостей, чтообъясняется образованием внутренней соли иэкранированном иопогенных групп,20 Пример 1. Смесь, состоящую из 70 г 4-винплпиридина, 70 г стирола, 12,7 г 55%-ногодпвинилбензола, 4,5 г перекиси бензоила, 4,5 газобисизобутиронитрила, 150 г октана (октандобавляют в случае получения макропористо 25 го сополимера), вводят при работающей мешалке в реакционный сосуд, содержащий1%-ный раствор поливинилового спирта. Полимеризацию проводят при следующем режиме: 3 час при температуре 75 С, 5 час при30 85 С и 2 час при 95 С, Полученный грануль ный сополимер промывают горячей водой, обрабатывают водяным паром и сушат в вакуум-сушилке при 80 С. Выход сополимера 92%, содержание азота 6,6%,Пример 2. Смесь, состоящую из 96 г 2-метил-винилпиридина, 84 г стирола, 16,4 г 55%-ного дивинилбензола, 5,9 г перекиси бензоила, 5,9 г азобисизобутиронитрила, 200 г октана (октан добавляют в случае получения макропористого сополимера), обрабатывают в соответствии с примером 1,П р и м е р 3, Гранулированный сополимер стирола с 4-винилпиридином, полученный по примеру 1, в количестве 1,5 г помещают в стеклянную ампулу или в автоклав, добавляют 50 мл треххлористого фосфора и 3,7 г трех- хлористого алюминия. Реакционную смесь нагревают при 110 С в течение 10 час. Продукт фосфорилирования промывают на фильтре от избытка реагентов охлажденной до 5 С 5%- ной азотной кислотой и оставляют в 10%-ной азотной кислоте на 24 час.Полученный ионит промывают щелочью, регенерируют 5 о/,-ной соляной кислотой и водой до отсутствия реакции на С 1-ион.Лмфотерный ионит имеет СОЕ по 0,1 н. КОН 3,1 мг экв/г содержание Р 8,28; 8,51/ 1 х 1 498. 484%СОЕ, рассчитанная по содержанию фосфора, 5,43 мг экв/г, СОЕ, рассчитанная по содержанию азота, 3,52 мг экв/г.П р и м е р 4. Сополимер, полученный по примеру 1, фосфорилируют по примеру 3, но при атмосферном давлении и при кипении треххлористого фосфора (75 С),Полученный иопит имеет следующие характеристики СОЕ по 0,1 н. КОН 2,7 мг экв/г; СОЕ, рассчитанная по содержанию фосфора, 4,65 мг экв/г; СОЕ рассчитанная по содержанию азота, 3,44 мг экв/г; содержание Р 7,27, 7,14 о/о, 1 х 1 4,91, 4,68/оИспользование трехмерных макропористыхсополимеров стирола и винилпиридинов позволяет значительно повысить степень фосфорилирования.П р и м е р 5. Гранулированный макропористый сополимер стирола и 4-винилпиридина, полученный по примеру 1, в количестве 15 г 10 фосфорилируют 550 г треххлористого фосфорапри кипении в присутствии 38 г треххлористого алюминия, Сополимер обрабатывают, как указано в примерах 3 и 4, содержание Р 8,19, 8,21 о/., что соответствует СОЕ по 0,1 н, КОН 15 5,3 мг экв/г.П р и м е р 6, Гранулированный сополимерстирола с 2-метил-винилпиридином, полученный по примеру 2, имеющий СОЕ по 0,1 н. ра.створу НС 1, равную 4,1 лг экв/г, в количестве 20 1,7 г фосфорилируют и обрабатывают согласно примеру 3.Лмфотерный ионит имеет СОЕ по 0,1 н,КОН 1,9 лг экв/г; содержание Р 4,68, 4,88 о/,;1 х 1 5,12, 5,18%. СОЕ, рассчитанная по содержа.25 нию фосфора, 3,14 лг экв/г; СОЕ, рассчитанная по содержанию азота, 3,68 лг экв/г. Предмет изобретенияЗО Способ получения ионообменников путемсополимеризации стирола с дивинилбензолом, фосфор илирования полученного сополимера треххлористым фосфором в присутствии катализаторов Фриделя - Крафтса с последующим 35 окислением и омылением, отличающийся тем,что, с целью получения амфотерных ионообменпиков, в полимеризационную смесь вводят изомеры винилпиридина или 2-метил-винилпиридин.Составитель Г, А. РусскихРедактор Л. К. Ушакова Техред Т. П. Курилко Корректоры: М. П. Ромашова и Н. И, Быстрова Заказ 2377/18 Тираж 535 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открьтий при Совете Министров СССР Москва, Центр, пр. Серова, д. 4 Типография, пр, Сапунова, 2