Способ получения сильнокислотных кати

п 11 43216 Союз Советских Социалистицеских Веслублик(32) ПриоритетОпубликовано 15.06.7 явки Государственный комитеСовета Министров СССРоо делам изобретенийи открытий Бюллетень Ле 3 УДК 661,183.123.2(088.8) Дата опубликования описания 72) Авторыизобретения71) Заявитель В, В. Коршак, А, С. Тевлина, Ю. В. Каосковский ордена Ленина и ордена Труд химико-технологический институт им нев и Л. Е. Фрумин ого Красного ЗнаменД. И. Менделеева ВГ 1 И ЛЬНОКИСЛОТНЫ иони- дивизола.ляр- Ионитв по полус инзола. моти 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕН Предлагаемое изобретение относится к области синтеза ионообменных смол путем полимераналогичных превращений сополимеров моно- и диолефинов.Основными типами ионитов, имеющих в на стоящее время наиболее широкое применение в различных процессах ионообменной технологии являются сильнокислотные иониты, получаемые полимераналогичными превращениями матриц. Строение полимерной матрицы оказы вает большое влияние на основные свойства ионообменных смол, такие как селективность, набухаемость, осмотическую стабильность и механическую прочность в набухшем состоянии. В свою очередь, свойства полимерной 15 матрицы в большой степени зависят от природы структурирующего агента. Известен способ получения сульфокаттов на основе сополимеров стирола с индуальными изомерами диизопропенилбенТакие сополимеры обладают высокой регностью строения полимерной матрицы.ты на их основе имеют ряд преимущессравнению с аналогичными ионитами,ченными на основе сополимеров стироладивидуальными изомера ми дивинилбенТем не менее, они имеют невысокую осческую стабильность и механическуюность в набухшем состоянии,С целью расширения ассортимента, увеличения осмотической стабильности и механической прочности при высокой набухаемости, предлагается способ получения сильнокнслотных ионообменных смол на основе сополимеров моновинильных ароматических соединений с 4,4-диизопропенилдифенилом. Г 1 о предлагаемому способу сополимер моновинильного ароматического соединения с 0,5 - 15 мол, % диизопропенилдифенила, полученный суспензионным методом с инициаторами радикального типа, подвергают сульфинированию в течение 4 - 8 час 90 - 98% -ной серной кислотой при температуре 5 90=С. В результате этого получают сильнокислотные ионообменные смолы, имеющие статическую обменную емкость 2 - 5 мг экв/г и набухаемость 15 - 25 мл/г.П р имер 1. 0,308 г 4,4,-диизопропенилдифенила (0,5 мол. %) растворяют в 5,31 г стирола и добавляют 0,225 г перекиси бензоила (4 вес. % от мономеров), Смесь приливают при перемешивании к 30 см 0,5%-ного водного раствора поливинилового спирта. Процесс сополимеризации проводят в течение 5 час при 80 и непрерывном перемешивании. Образовавшиеся гранулы отделяют на воронке Бюхнера, промывают водой, сушат и экстрагируют. Выход 92,0%. Максимальное поглощение бензола при 20 Пбенз. 9,20 мл/г, объемный коэффициент набухания КН,б. = 7,20, набу хаемостьНО, рН 7 Объемный коэффициент набухания КН;.Весовой коэффициент набухания КННабухаемость Н, мл/гМаксимальное поглощение при 20 П., мл/г 6,0 6,2 6,4 10,8 11,0 11,8 20,0 21,6 20,6 9,8 10,8 10,0 Таблица 2 фракционный состав, о,0,25 - 0,1 мм 0 1 Менее ф01 мм1,0 - 0,5 мм0,5 - 0,25 мм 22 78 21 76 20 10 70 20 15 16 64 3Н=17,7 мл/г, весовой коэффициент набухания КН,.=8,16, насыпной вес.0=0,408 г/см.Сульфирование гранул проводят в том же приборе, что и сополимеризацию. К 1,25 г сополимера приливают 12 г 96%-ной Н 2804 и выдерживают 1 час при комнатной температуре для набухания. Затем температуру греющей водяной бани повышают до 80 и при перемешивании выдерживают 4 час. СульфокаИз табл. 1 видно, что параметры набухания синтезированного сульфокатионита при переходе из кислой в щелочную среду и наоборот изменяются незначительно. Это свидетельствует о высокой осмотической стабильности сульфокатионита. Продолжительность встряхивания,часыП р и м е р 2. 0,506 г 4,4-диизопропенилдифенила (4 мол, %) и 6,44 г винилтолуола (96 мол. %) растворяют в 20,7 г толуола, добавляют 0,199 г перекиси бензоила (2 вес. % от веса мономеров). Смесь при перемешивании приливают к 40 см 0,25%-ного водного раствора стабилизатора суспензии - сополимера метакриловой кислоты и метилметакрилата. Температуру греющей водяной бани повышают до 95 С и при перемешивании выдерживают 8 час. Гранулы сополимера отделяют, сушат и экстрагируют бензолом. Выход 86%, максимальное поглощение бензола при 20 Паевз.=7,60 мл/г, объемный коэффициент натионит отделяют на воронке Бюхнера и последовательно промывают концентрированной, 50%-ной, 25%-ной серной кислотой и далее водой до нейтральной реакции промывных вод.5 Полученный сульфокатионит желтого цветаимеет статическую обменную емкость СОЕ= =2,22 мг экв/г, насыпной вес .0=0,301 г/см, выход катионита 99,2%.Свойства катионита приведены в табл. 1. Механическую прочность сульфокатионитав набухшем состоянии оценивали встряхиванием 10 г продукта в водной среде со скоростью 80 ходов в 1 мин в течение 20 час.10 Результаты испытаний приведены в табл. 2. бухания КН,- =6,10, набухаемость Н= =11,4 мл/г.Сульфирование полученного сополимерапроводят в том же приборе, что и сополиме ризацию. К 2,48 г сополимера приливают 25 г98% -ной серной кислоты и выдерживают 1,5 час для набухания. Затем температуру греющей водяной бани повышают до 90 и при перемешивании выдерживают 6 час. Продукт 60 отделяют и промывают, как описано в примере 1. В результате получают сульфокатионит светло-оранжевого цвета, имеющий статическую обменную емкость СОЕ=3,94 мг экв/г, насыпной вес 0=0,50, выход катионита 99,7%.65 Свойства катионита приведены в табл. 3.432161 6Таблица 3 Среда Показатель 0,01 н. НС 1 Н 0,01 н.РН 1 2 РН 7 11 аон РН 14 19,6 9,3 ,9,4 Объемный коэффициент набухания КН,-,Весовой коэффициент набухания КН,Набухаемость Н, мл/гМаксимальное поглощение при 20 ф, Пммл/г 10,1 , 9,6 9,9 19,7 18,4 19,9 10,0 8,8 8,6 Таблица 4 фракционный состав Продолжительность встряхивания,часыМенее 0,1 мм 1,0 - 0,5 мм 0,5 - 0,25 мм 0,25 - 0,1 мм Предмет изобретенияСпособ получения сильнокислотных катионитов путем сополимеризации моновинилароматических соединений и диолефинов с после дующим сульфированпем полученных сополимеров, отличающийся тем, что, с целью увеличения осмотической стабильности и механической прочности ионитов в набухшем состоянии, в качестве диалефина используют 10 4,4 диизопропенилдифенил,Составитель В. МкртычанРедактор Л. Емельянова Техред Л. Акимова Корректор Т. Хворова Заказ 2953/18 Изд. М. 1758 Тираж 555 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 0 5 10 15 20 Из табл. 3 следует, что сульфокатионит обладает высокой осмотической стабильностью, так как его параметры набухаемости изменяются незначительно в средах, имеющих различную кислотность. Механическую прочность сульфокатионита исследовали, как описано в примере 1. Данные испытания приведены в табл. 4,94 94 94 92 81 1 1 0 2 12 0 0 1 1 2