Способ получения анионита

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ггг гг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИД ОБРЕТЕЛЬСТВУ н,(21) 2699077/23-05.02.59 8 Р 212/14; С 08 Р 8/24,8 ю 5/20,(54)(57.) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНИОНИТАхлорметилированием сополимера стирола с дивинилбензолом в присутствии метилаля с последующим аминированием, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения динамической обменной емкости и стойкости анионита к отравлению органическими примесями, метилаль используют в количестве 50-90 отмассы сополимера,35 50 Изобретение относится к синтезу"полимеризационных ионитов и можетбыть использовано в водоподготовке.Известен способ получения анионита хлорметилированием в среде 5петролейного эфира с последующимаминированием сополимера стиролас дивинилбенэолом (1 3,Однако при хлорметилированиивводят растворитель - петролейный 10эфир. Кроме того, исходные "низкосшитые" сополимеры содержат значительные количества не входящих вих пространственные каркасы растворимых фракций, что снижает выход готового продукта и способствуетобразованию "осмолов", затрудняющих переработку отходов хлорметилирования.Наиболее близким к предлагаемомуспособу получения анионитов является способ получения анионитов хлорметилированием сополимера стиролаи дивинилбензола в присутствии метилаля в количестве 10-40 мас, отмассы полимера 2 3.При таком количестве метилалягранулы сополимера при хлорметилировании находятся в чрезмерно набухшем состоянии и процесс дополнительного сшивания при хлорметилировании протекает в недостаточнойстепени. Как следствие, получаемыйанионит характеризуется высокимудельным объемом и, следовательно,низким значением ДОЕ (менее 650680 г-экв/м ), что не удовлетворяет требованиям теплоэнергетиковпри водоподготовке, Низка и степеньдесорбции по гуминовым кислотам:22-27. 40Цель изобретения - повышениединамической обменной емкости и стойкости анионита к отравлению органическими примесями.поставленная цель достигается 45тем, что перед хлорметилированиемв реакционную смесь вводят метилаль50-90 от массы сополимера.Использование метилаля, являющегося "плохим" набухающим агентомдля "сшитых" сополимеров стирола,в указанном количестве способствует протеканию межмолекулярных процессов по реакции фриделя-Крафтса.Образующиеся межмолекулярные дифе 556 4 2нилметиленовые мостики (С 6 Н -СН-С 6 Н 4)в отличие от дивинилбензольных, диметакриловых и т,п. распределены в сополимерах болееравномерно, что и обеспечиваетменьшую степень отравления полученчых на их основе анионитов, а также более высокую осмотическую стабильность у анионитов слабоосновного характера, Присутствие метилаля в хлорметилирующей.смеси в таких 65 значительных количествах приводиттакже к уменьшению диффузии растворимых фракций из гранул сополимеровв жидкую фазу, их участию в процессах фриделя-Крафтса и, соответственно, увеличению выхода получаемого анионита, В значительной степени увеличению выхода готового продукта (анионита) способствует использование блочно-суспензионногометода получения исходного сополимера, содержащего, как правило,не более 2,0 кроссагента типа дивинилбензола (ДВБ) и др, Посколькуболее мягкие условия первой стадииблочно-суспензионной сополимериэации (сополимеризация в массе) посравнению с обычной суспенэионнойобеспечивают увеличение конверсиииономеров.П р и м е р 1. Сополимеризация.В трехгорлую колбу с перемешивающим устройством загружают стирол(99 г), дивинилбензол (1 г) иперекись бензоила (0,9 г) смесьо1 Фнагревают до 70 С и выдерживают1,5 ч, Полученный сироп тонкой струей при перемешивании переливают вдругую трехгорлую колбу содержащую 1-ный водный раствор крахмала и диспергируют в нужной степени.Далее проводят выдержки при 80 фС(2 ч) и 90-95 С (5 ч), полученныегранулы промывают горячей водойи высушивают,Хлорметилирование, В трехгорлуюколбу с перемешивающим устройствомпомещают 315 г хлордиметилового эфира, 50 г метилаля, 100 г сополимера, 50 г хлористого цинка и 12,5 гокиси железа. Реакционную массу нагревают до 50-52 С и вЬщерживают приэтой температуре 8 ч, получают хлорметилированный сополимер, которыйотмывают от побочных продуктов реакции сначала метанолом, а затем метилалем.Лминирование. В трехгорлую колбус перемешивакщим устройством помещают хлорметилированный сополимер,800 мл 20-ного раствора триметиламина, нагревают полученную массу до38-40 С и выдерживают при этой температуре 10 ч. Полученный анионитотделяют от избыточного триметиламина фильтрованием, а затем отмывают разбавленной кислотой и водой.В таблице представлены свойстваполученного анионита. П р и м е р 2. Сильноосновный анионит получают по способу, описанному в примере 1, используя при хлорметилировании 70 г метилаля.П р и м е р 3. Сильноосновный анионит получают по способу, описанному в примере 1, используя при хлорметилировании 90 г метилаля.1060628 111 1 1 1 Показатели ДВБ ДВБ ДВБ ДВБ ДВБ ДВБ ЭГМ ДВБ Вид и содержание кроссагента в исходном сополимере, мас. 1,0 1,0 1,0 0,5 0,2 0,2 1,0 0,5 Содержание растворимыхфракций в исходном сополимере,1,0 1,0 . 1,0 2,8 3,1 0,2 2,0 2,8 Содержание хлора в ХМС,22,1 21,0 19,3 21,4 22,3 19,9 19,4 20,8 Удельный объем ХМС втолуоле, см З/г 2,5 2,4 2,3 2,5 2,6 2,1 2,3 2,5 Содержание влаги ванионите,47,8 50,1 44,7 56,2 56,9 41;8 51,7 49,0 Удельный объем в ОН-форме, см 3/г 4,4 4,1 3;9 4,3 4,5 3,8 4,0 2,4 Полная обменная статическая емкость,мг-экв/мл 11111211121,011.18 Динамическая обменнаяемкость, г-экв/м 3 743 787 814 . 730 700 705 744 719 Осмотическая стабиль 98 99 96 97 97 97 99 100 Стойкость к отравлению,десорбции гуминовыхкислот 44,8 56,2 52,0 58,8 57,5 44,4 53,0 51,9 Количество добавляемогометилаля, мас. 50 70 90 70 70 70 70 70 Составитель Г. РусскихРедактор Т. Парфенова Техред М,Надь КорректорА. Ильин Заказ 9963/26 Тираж 494 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 П р и м е р 4. Сильноосновный анионит получают по способу, описанному в примере 2, используя при сополимеризации 0,5 дивинилбензола.П р и м е р 5. Сильноосновный анионит получают по способу, описанному .в примере 2, используя при сополимериэации 0,2 дивинилбензола.П р и м е р 6, Сильноосновный анионит получают по способу, описанному в примере 2, используя при сополимеризации 2 дивинилбензола.П р и м е р 7. Сильноосновный анионит получают по способу, описанному в примере 2, используя при сополимеризации 1 этиленгликольди- ъметакрилата (ГМ),П р и м е р 8. Слабоосновныйанионит получают по способу, описанному в примере 4, используя для 5 аминирования хлорметилированногосополимера 200 мл 25-ного водногораствора диметиламина. Предлагаемый способ получения 10 анионита позволяет повысить его стойкость к отравлению органическими веществами, увеличить выход готового продукта за счет снижения доли растворимых фракций в используемых сополимерах и увеличить осмотическую стабильность получаемого анионита.