Способ получения водорастворимых полиэлектролитов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 384840 Союз Советских Социалистицеских РеспубликГосударственный комете Совета Министров СССР нор итетв по делам изобретен и открытий Опублпкова 9.Ч.1973. Бюллетень25апия описания 24.Ч.1974 661,183.12(088,8) Дата опублико Авторыизобретеггг Н. Семенов Фу Джалил А. Аскаров, Б ститут химии АН Узбекской ССР аявитель СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ПОЛ ИЭЛ ЕКТРОЛ ИТОВ1 Лзобрстение отнворимых полиэлект,ют высокой эффектипой с их линейнойцентрацией и доступчто позволяет примкулянтов, коагуляптгаторов в,различнызяйства. 2 осится к синтезу водорастролитов, которые обладавностью действия, связан- структурой, большой копностью ионогенных групп, енять пх в качестве флоов, экстрагентов и эмульх отраслях народного хоИзвестен опособ получения водорастворимых полиэлектролитов введением ионогенных групп в сополимеры стирола и ьмалегинового ангидрида. Однако в полученном водорастворимом полиэлектролите карбокснльные груп,пы расположены близко одна к другой и по одну сторону макромолекулы, что вызвано особенностью строения,малеипового ангидрида. Такое расположение карбоксильных групп, окруженных с двух сторон ароматическими ядрами стирола, содержащими сильнокислотные или,основные ионогенные группы, затрудняет ионный обмен карбокспльными группами, особенно в случае ионов больших размеров, что связано с пространственными затруднениями, а это приводит к уменьшению эффективности ионного оомена,и ограничению применения указанного полиэлектролита. Кро. ме того, ангидридные группы не полностью переходят в карбоксильные. С целью устранения указанного педостатгка предложено в качестве исходного сополпмера применять сополимер стирола и итакоповой кислоты, содержагцеЙ две карооксиль 5 ные группы в различных положениях (сг п р),что из-за отсутствия пространственных затруднений позволяет повысить эффективность ионного оомена,Сополимеризацию итакоовой кислоты со10 стиролом проводят в растворе диоксана в присутствии перекиси бензоила при нагревании,Сульфируют сополимер концентрированнойсерной, кислотой, а фосфорнлируют треххлористым фосфором в присутствии безводного15 хлористого алгогмивия при нагревании. Хлорметилировацие сополимера итаконовой кислоты со стиролом осуществляют монохлордиметиловым эфиром в присутствии в качестве катализатора хлористого цинка, Прп дальней 2 О шем аминировапии хлорметилированного сопогниьмера пирсидином образуется водорастворимый амфотерный полиэлектролит, содержащий наряду с основными группамп и слабокислотные карбоксильные группы.П р,и м е р 1. В трехгорлую колоу, снабжепнуго мегцалкой и обратным холодильником, вносят 13 г (0,1 лго.гь) итакопсвой кислоты, 50 лг,г дноксана, 0,96 г (0,02 лголь/л)перекиси бепзоила и 10,4 г (0,1 лю.гь) стиро 30 ла. Смесь нагревают до 80"С и выдерхкивают384840 4 О Предмет изобретения 45 Составитель Г. Русских Тсхрсд Е. Борисова Редактор 3. Горбунова 1(орректор Н. Учакина Заказ 646 Изд.664 Тираж 551 Подписное ЦНИИПИ Государствеппого комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушскак наб., д. 415Тип. Харьк. Фил. пред. Патент ври этой температуре 24 гас, после чего раз. бавляют диоксаном и осаждают водой. Выход сополиугера 95% от теории. Г 1 риве;енная вязкость (ч.п) сонолимера в диметилфсрзгамиде (ДМФЛ) равна 0,6; кислотное число 475.П,р и м ер 2. Сульфирование сополимера итаконовой кислоты со стиролом.В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой и обратным холодильником, вносят 8 игл концентрирзванпой серной кислоты и нагре вают до 80 С, после чего при этой течнерату 1 ре постепенно порциями вводят 2 г сонолимера итаконовой кислоты со стиролоьч (в виде порошка), 1 гпр 0,6; кислотное число 475. Сульфирование осуществляют в течение 3 час, пос ле чего содержимое реакционной колбьг носте 1 пенгго выливают в стакан со льдом 120 г). Полученный водный раствор обрабатывагот СаО для удаления избытка Нз 804 и пропускают через колонку с катионитом КУдля удаления ионов Саи через колонку с аниогвиточ ЭДЗГ 1 с целью удаления .ионов 0 г Затем водный, раствор концентрируют упариваниеуг и сульфированный сополимер высаи(ивают из него этанолом. Высушенный цродукт представляет собой порошок корич невого цвета, хорошо, растворимый в воде.1 Выход продукта,2,1 г. Удельная вязкость 0,5%-ното раствора сульфированного сополимера 0,45, содержание серы 6,8%, Обменная емкость по 0,1 и. раствору МаОН 8,4,иг. эквгг.П р и м е р 3. Фосфорилирование сополимера ятаконовой кислоты со стиролом,В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой и обратныы холодильником, вносят 30 .цл диоксана, 2 г сополимера (ч. 0,6; кислотное число 475) и нагревают до 75 С при постоян ном перомешиваггин, после чего при этой температуре прикапывают 10 г треххлористого фосфора. Затем постепенно порцгиями вводят 2,5 г безводного хлористого алюминия. Фосфо 1 рилированне осуществляют в течение 8 час, восле чего содержимое, реакционной колбы окисляют 25%-ным,раствором азотной кислоты в течение 6 час прои этих ке условиях. По окончании окисления отфильтровывают не,растворигчугю часть, а,распвор выпаривают на 1 водяной бане. Высушенный продукт представляет собой порошок, хорошо растворимый в 5 1 О 15 2 О 25 3 О 35 воде, Выход 2,2 г. Удельная вязкость 0,5%-ного, раствора фосфорилированного сополимера в воде 0,47, содержание фосфора 7,1%, ос ченная еуга(ость по 0,1 и. раствору ХаОН 8,4,1 гг. эквг.П р исч е р 4, Синтез водорастворимого амфотерного полиэлектролита хлор.четилировазгием с последующим аминированием сополимера итаконовой кислоты со стиролом.В трехгорлую г(олбу, снаби(еннуго мешалкой и обратным холодильгьи 1 ком, вносят раствор 2 г сополимера итакоповой кислоты со стиролоуг в 16 тг,г монохлордигметилового эфира, 5 мл диоксана и 0,2 г хлористого цинка. Реакционную смесь нагревают до 50 С и выдерживают при этой температуре 8 час. По окончании реакции содержимое колбы выливают в изопропиловый спирт. Высадившийся хлорметилировагиный сополигмер оорабатыва. ют водой до отсутствия ионов хлора и высу. шивают в вакууме при 30 С. Выход хлоргметилированного сополимера 2,3 г, содержание хлора 10,1%.Лугинируют хлорметилированный сополпмер пиридином в диоксановом растворе. В трехгорлую колбу, снабженную обратныч холодильником и мешалкой, вносят 2 г хлорметилированного сополимера в 20 1 гл диоксана и 4 г пнридина, после чего прп перемешивании температуру повышают до 40 С и выдерживалот 4 час. По окончании реакции ампнированный продукт обрабатывают гевтаном и сушат в вакууме при 30 С. Выход продукта 2,2 г. Содержание азота в аминированном сополимере 2,9%, удельная вязкость 0,5%-ного раствора 0,46, обменная емкость по 0,1 н. ра ставору ХаОН 6,2,цг. экв/г, обменная емкость по 0,1 и. раствору ЛдХОз 2,1 лг. экв/г. Спосоо получения водорастворимы:( поли- электролитов путем введения ионогенных групп в сополиугер стирола, отличающийся тем, что, с целью получения комплексообразующего сорбента, в казачестве исходного сополимера применяют сополимер стирола и итаконовой кислоты,