Способ получения ионитов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциал исти цескихРеспублик(43) Опубликова осударстеенныи комитетСовета Министров СССРоо делам изооретенийи открытий 25.10.76,Бюллетень(72) Авторы изобретени баева, Е,Е, Ергожин и Т. Чукенова Я ЗЯБ 91.л Трудового Красного Знамени институт химических наук АН Казахской ССР 1) Заявитель 4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИОНИТО Изобретение касается бционные характеристик кая прочность и химиче ствие неоднородности сЦель изобретежя -ния ионоо низкие механич менных мат соливания и кая с сть вследтруктуры,получение ионоэбовышенными сорбциами, высокой химичесенной кинетикой од, в гидей енных материалов онными характеристиккой стойкостью и улучионного обмена. следуюпод- С до иалов, используемых для обесчистки природных и сточных еталлургии и для других це 5 пособы пол чения ионообменИзвестны с Уных материалов путем поликонденсации дифенилового эфира с фурфуролом с пощим сульфированием продукта 13 и путем поликонденсации дифенилового эфира с фор мальдегидом с последующим хлорметилированием и аминированием получающего полимера 2.Однако синтезированные сорбенты наряду с высокими сорбционными характеристика ми обладают невысокой механической прочностью, а также невысокой химической и термической стойкостью. Известен также способ получения ионообменных материалов путем реакции поликонденсации дифени лового эфира с параформальдегидом с последующим введением ионогенных групп полимераналогичными превращениями 3 .К недостаткам синтезированных этим способом ионитов относятся невысокие сор Это достигается путем использования вкачестве матрицы для синтеза ио бков продукта поликонденсации дифэфира и эпихлоргидрина,Процесс поликонденсации дифениловогоэфира и эпихлоргидрина проводят в присутствии катализатора (сильные минеральные кислоты, хлористый цинк, хлористый алюминий,хлористое олово) при 40-50 С в течение7 час, Мольное соотношение дифениловогоэфира и эпихлоргидрина от 1: 2 до 1соответственно, Продукт конденсациивергают термообработке при 80-120 ополучения твердого продукта, дробят до фракции 0,25-0,30 мм и промывают водой донейтральной реакции промывных вод,Для получения катионообменной смолыочищенный от непрореагиров авших моно меровпродукт конденсации дифенилового эфира иэпихлоргидрина сульфируют серной или хлорсульфоновой кислотой с предварительным набуханием полимера в органическом раство - брителе.Для получения анионообменной смолы продукт конденсации хлорметилируют монохлордиметиловым эфиром при 50 С в течение7 час, а затем аминируют различыми али- Офатическими (ди- и триэтиламин ди- и триметиламин, этилендиамин, полиэтиленполиамины) и ароматическими (пиридин поликсилилен, полиамины) аминами при 50 ОС втечение 7 час. Эти продукты используют 5и для получения иснообменных мембран гетерОГеннОГО и ие 1 терполимернОГО т ы 1 а, Вкаестве инертны;. Иотилеров,:ля зготов"дени мембран используют полэтте низ 1.ОГО И Выск. О ДавЕНИЯ,кЛипПИ.ЛОРЛДЕ,4лолозу фторкау к, смесь по 1 ивини;1 хлоридй сЦЕЛЛ 10 ЛОЗОЙ И фТОРКОУЧУКО СМЕСЬ ГОПИВИНТГ 1 дмхлорида с целлюлозой или фторкаучуком.В результате синтеза ионсобменных материалов таким способом образуются сор ббенты с высокими сорбционными характеристиками: статическая обменная емкость сульфокатионитов по 0,1 н. раствору едкогонатра составляет 4,5 мг экв/г; статическая обменная емкость анионитов по 0,1 н. ЗПраствору соляной кислоты составляет 2,53,0 мг экв/г; высокой химической стойкостью; потеря емкости составляет 7-8%,Ионообменные мембраны на основе этихионообменных смол имеют следующие характеристикп; статическая обменная емкостькатионитов по 0,1 н.раствору едкого нат -ра 3,5 -4,0 мг экв/г; удельное электросопротивление в5 .расгворе хторпстогонатрияд( ом см; Влагоемкость 8-10%.4статическая обменная емкость анионообменых мембран по 0,1 н,раствору солянойкислоты 3,0 - 3,5 мг- экв/г; электросопротивление в 0,5 н.растворе хлористогонатрия 17-20 ом. см; влагоемкость 8 -2. Я100/о,П р и м е р 1. В реактор, снабженньйтермометром, механической мешалкой, загружают 8,5 г дифенилового эфира, 3,2 гконцентрированной серной кислоты и при инЯтенсивном перемешивании по каплям вводят13,9 г эпихлоргидрина. Температуру реакции поддерживают 45-50 ОС в течение 30мин и затем 70 ОС в течение 7 час, Вязб 5кую массу темно-коричневого цвета сливают в фарфоровую чашку и прогревают при80 ОС 30 час и при 130 С 40 час, Продуктконденсации дроблят до фракции 0,25-0,30мм и промывают водно-спиртовой смесью12:1) до нейтральной реакции. Набухший в хлороформе полимер заливают 2-кратным избытком хлорсульфоновой кислоты и сульфируют при 6 ООС в течение 3 час, Полученный катионсобменник промывают несколько раз хороформом, а затем дистиллированной Водой до нейтральной реакции промывых вод.Статическая обменная емкость полученного катионита по 0,1 н,раствору едкого патра составляет 4,5 мг экв/г, по 0,1 н, раствору хлористого натрия - 3,2 мг экв/г, вл аго емкость - 6 7, 5% на бухаем ос ть - 3, 4 мл/г.П р и м е р 2. В реактор загружают 8,5 г дифенилового эфира и 32 г концент ОВан.1 й СЕ 1- 1 ;,1 . - , 1.Е., :;:н", ".:Де:, .",ют С"-, .1 с подач . РИ ,Ь:, .,;" .,:,.1теч,иие 7 ,с Вс, . .- .- ;-,1 о-ко;.в . невого цве ., сливают В фар"Оровую чашку ции О.; ".-.,. 5 С. лъ: и РО.:1)В.О 1 Водно-СИНРОлуче 1 ый полимер хпорметилируют монохлордиметновым эфиром 1 ри 50 ОС В течение 7 час, а затем аминипуют триметиламином при 5 ООС В тсчение 7 час. СинтезироВаннуо аиоообмену-. с;олу нескоькг раз .ро.лыввот о,О.с 1 о 1 евой смесью до неитрално 1 оак,111 прок;ывных Вод .1 нескоько раз переводят в основную и солевую формы.Статическая обменная емкость синтезированнх аионитов по 0,1 и, раствоиусоляной кислоты составлчет 25-30 мг экв/г, ;.О Ь 1 . раствору хло;истого натрия - ,О мГ зкВ/Г, Влг;". лкостГ 65 7%,пабухаемость - 30 мл/Г.П р и м е р 3, На Основании продукта конденсации дифенилового эфира с эпихлоргидрином и полиэтилена получают интер- ,полимерые мембраны, В реактор загружают 8,5 г дифенилового эфира 3,2 г концентрированной серной кислоты и при перемешивании по каплям вводят 13,9 г эпихлоргидрина. Температуру реакции поддерживают в интервале 42-45 ОС, После подачи всегоо эпихлоргидрина массу выдерживают при 45 С в течение 30 мин и затем вводят горячий раствор полиэтилена в циклогексане и всю массу интенсивно перемешивают при 60 ОС в течение 6 час, Вязкий продукт темно-коричневого цвета сливают в фарфоровую чашку и прогревают при 80 С 30 час и при 110 ОС 50 час. Полученный полимер размельчают до фракции 0,25-0,30 мм и затем сульфируют хлорсульфоновой кислотой или хлорме532611 Составитель А, Демченко Редактор Р, Загребельная Техред 3. фан Корректор Н. Бабурка Заказ 5462/188 Тираж 630Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тилируют и аминируют для введения соответствующих катионо - или анионообменных групп,После Отмыи проду.ктсв От кислоты илиамина их формуют в пленки вальцеваниемили прессованием,Некоторое улучшение электрохимическихпоказателей мембран можно достичь,если реакционную массу после термообработки отвальцевать и отпрессовать в пле 22 ки, а затем уже сульфировать или хлорметилировать и аминировать. При таком способе получения ионообменных мембран устраняется влияние термической и механической обработки на ионогенные группы.Основ 2 ь 1 е электрохимические характеристики мембран: обменная емкость - 3,0 -3,5 М 1; экв/г, эектросопротивление в 0,5н. растворе "=.Ор 11 стогонатоия - 17-20гОмсмвлагое. .ко с - 8-10 (о. ИС 1 тользова 2111 е -. данном способе при получе 2 ии ионообменных смол реакционноспособного эпихлоргидрина позволяет ут 1 роститьтехнологи 1 о получения ионитов, расширитьих ассортимент, улучшить проницаемость ики 21 ет 21 ческпэ свойства конеч 21 ого и 1 одуктатак как. наличке В структуре поли;1 ера подвижной группы -С Н, - ( эпихлоргидри на )2,способстВует ускоре 2 п 1 ю устаноВления ионообменного равновесия при ионно Обее,Так, для достижения равновесия В присутстВии пзвестнь 1 х И 02100 бменников подооноготипа необходимо 4 суток, а при использовании ионообменнпка, полученного по предлггаемому способу, требуется 2-2,5 суток,Формула изобретения Способ получения ионитов путем поли- конденсации дифенилового эфира с сомономером с последующим введением поногенных групп, отлич ающийся тем, что, с целью увеличения сорбционных характеристик, повышения химической стойкости и улучшения кинетики ионного обмена, в качестве сомономера используют эпихлоргидт 5Источн 21 ки информациипринятые во внимание при экспертпзс:1. Мцлушева Л,Ы., Мпркамилова М,С, Синтез и исследование катионообменных смол на Основе продуктов поликонденсациифурфурола с дпфепилоксидом. Узбекский журнал "Химия", 1972, 162), стр. 40-42.2. Карцева И,И., Ергожин Е,Е Рафи -ков С,Р, Синтез а 2 Н 1 онитов на основе дифенплового эфира . Изв, АН Казахской ССР,химическая серия, 1972, 22(3), стр, 5868,3. Патент Великобритании М 942057,кл, С 3 В, 1960,