Способ модификации полиэлектролита

ОЛ ИСАНИЕ ,478 оз,ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскииСоциалистическихреспублик ВУОРСКОМУ СВИДНЕЛЬСТВ) М. Кл. 0827/04 Гасударственный комитет Совета Министров СССР оо делам изаоретений и открытий(088.8) 43) ОпубликованФ 5,07,75, Бюллетень27 45) Дата опубликования описания 05 11 75) Авторы изобретения Т Соголова, И, 11,лександр 71) Заявитель 54) СПОСОБ МОДИФ ИКАЦИИ Г 1 ОЛ 113.1 ЕКТРО,Г дй- протрифтор для не 10 тх в ект-ты,а Изобретение относится к способам мо фикации полимеров, а именно полиэлектролита-политрифторстиролсульфокислоты (ПТФССК) - малыми количествами солей многовалентных металлов для улучшения его физико-механических свойств.Политрифторстиролсульфокислота дукт неполного сульфирования поли стирола - имеет большое значение которых областей науки и техники, требу ,ших использования термо- и окислительностойких полиэлектролитов. Однако применяющиеся водонерастворимые мембраны на основе ПТФССК со степенями сульфирования 35-70% обладают плохими механическими свойствами (высокой хрупкостью в воздушной среде, низкими значениями проч ности, нестабильностью свойств во времен В связи с этим проблема модифицирования ПТФССК для улучшения комплекса ее.свойств является весьма важной,Известен способ модификации полиэл ролитов, например полиакриловой кисло путем перевода ее в солевую форму обра.боткой эквивалентными количествами сопожникова, Е, В, Сережникова, Ю и А. И. Праведников единений поливалентныхметаллов, например окислами, солями, что способствует 1 изенению конформации макромолекулы в растворенном состоянии и улучшает меха-, нические свойства твердого полимера (повышает механическую прочность, модульупругости, снижает усадку полимерных мемб-т ран), Однако при этом температура стекло-вания полимера повышается вплоть до температуры его химического разложения, что препятствует применению указанного способа модификации в случае ПТФССК, обладающей уже в исходном состоянии высокими значениями температуры стеклования, хручкостью и малой деформируемостью.С целью улучшения физико-механических свойств ПТФССК предлагается споооб моиификапии ее путем ввеиеиии в по лимер малых количестВ солей двух- и трехвалентных металлов, растворимь растворе полимера.В качестве модификаторов могут быть применены галогениды, роданиды, сульфа;тыт ацетаты и другие соли цинка, меди, кальция, алюминия и других металлов, и% 250 40 Исходный Исходный +1 вес. %ЕпС 1Исходный +1 вес, %СаС 1,Исходный + 1 вес. %А 1 С 13 135 пример хлористый цинк, хлорнстый алюминий, роданистый свинец.Указанные модификаторы вводят в полидлер в количестве 0,5-5 вес, % от исход- ного полимера.Модификация ПТФССК предлагаемым ,способом приводит к значительному увеличению прочности без ухудшения, а в рядесееучаев с увеличением, деформируемости , пленок ПТФССК, способствует стабилизации во времени прочностных характеристик., связанных со структурообразованием в по.лимере. Экспериментально найдено, что малые добавки солей не вымываются измембраны при использовании ее в водной среде в течение длиеельного времени.Такое комплексное улучшение физико- механических свойств ПТФССК при введеОбразец ПТФССК (степеньсульфирования 52%) Испытание образпов ПТФССК в воздушной среде показывает, чтс ееемодифи= .цированная ПТФССК нестабильна во времени. Например, свежеприг отовлеееная пленка поликислоты со степеньео сульфи - рования 52% хрупко разрушается при попытке ее испытания и лишь через две не, дели вследствие протекаюших в образцахструктурных процессов упрочняется до , 230 кгс/см 2 В то же время свекеприготовленная пленка ПТФССК, модифици - рованная 1 вес. % Ф,С 1 имеет"2значение 6, равное 245 кгс/см-, а через две недели 300 кгс/см 2. П р и м е р 1. 2 г ПТФССК со степенью сульфирования 52% растворяют в 100 мл этилового спирта, фильт,руот и выливают в стеклянное кольцо с.целлофановой подлоккой, после чего в раствор вводят 0,02 г ( 1 вес. %) хло ристого цинка. После растворения хлонии малых количеств солей металлов является неожиданным и имеет сложную природу, связанную не только с частичным замешением ионов водорода на катио ны многовалентных металлов и образованием сильных содовых связей, но и с, ускоренисм процессов структурооб(азования, наблюдаемых в оптическом микроско. пе, под влиянием добавок этих солей.Некоторые результаты динамометрических испытании в водной среде при 20 и 100 С свежеприготовленных образцовоисходной и модифицированной ПТФССК представлены в таблице. Из приведенных данных видно, что прочность на разрывмодифицированных малыми добавками солей образцов ПТФССК возрастает в 2-25 раза по сравнееейео с исходными. ристого цеенка в растворе ПТФССК кольцо номена:от на уравнительный столик,р После полного испарения растворителяв течение 2=3 дней при 20 оС образует ся мембрана, обладаюшая улучшеннымипо сравнению с исходной ПТФССКсвойствами,П р и м е р 2, 2 г ПТФССК (степеньсульфироваееия 52%) растворяот в 100 млэтилового спирта, фильтруют и выливают встекееякеесе кольцо с целлофановой подлож,кой., после чего в раствор вводят 0,04 г(2 вес. %) хлористого алеоминия. Послерастворения хлористого алюминия в растворе ЛТФССК кольцо помешают на уравнительньей столек, После испарения растворителяопри 20 С образуется мембрана с высокимипроеностны;лн характеристиками.П р и м е р 3. ПТФССК модифицируютаналогично примеру 1. В качестве модификатора используют 0,01 г хлористого кальбп ция (0,5 вес. %), МодисЬицированная мемб47 80 ДО Составитель Д,мРедактор О.Кузнецова Техред Г Миронова корректор П Б Заказ ЯЦ Изд. М 8% Тираж Щф Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, 113035, Раушская наб., 4 Предприятие Патента, Москва, Г.59, Бережковская наб 24 о.рана имеет при 20 С прочность на разрыви деформацию, равные 105 кгс/см 2 и140% соответственцо,П р и м е р 4. ПТфССК модифи пируютаналогично примерам 1-3. В качестве модификатора вводят 0,1 г ( 5 вес. %) хлористого цинка. Прочность на разрыв и деформация мембраны, измеренные при 20 С,составляют 110 кгс/см и 160% соответственно, 10 Предмет изобретения Способ модификации полиэлектролита пу.тем введения соединений поливалентныхметаллов, отлича юшийся тем,что, с целью улучшения физико-механических свойств политрифторстиролсульфокислоту обрабатывают солями двух- и трехвалентных металлов в количестве 0,55 вес. % от исходного полимера,