Способ получения водорастворимого полиэлектролита

(191 е С 08 Р 112/08 1(59 С 08 Р СССРРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 2 ург-исследоваеской промь аучно-произя "Карболит". 94702,1954.ельство СССР2 14, 1978 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Кемеровский научительский институт химичленности Кемеровскоговодственного объединен(54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИИОГО ПОЛИЗЛЕКТРОЛИТА путем хлорметилирования полистирола с последующим аминированием третичным амином,взятым в избытке, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью увеличения молекулярной массы полиэлектролита и его флокупяционной способности, аминирование осуществляют в присутствии вторичного амина, при.молярном соотношении вторичного амина ихлорметилированного полистирола,равном 0,01-0,16: 1.770080 Изобретение относится к области синтеза высокомолекулярных соедине, ний, а именно катионных водорастворимых полиэлектролитов на основе полистирола и может быть использовано при очистке природных.и сточных вод, обезвоживании шламов и др.Известен способ получения катион- ного водорастворимого полиэлектролита на осове полистирола путем его 1 О хлорметндирования и последующего аминирования Я .Такой способ не пригоден для осуществления в промышленных условиях, так как для получения поли электролита с большой молекулярной массой(вязкость 0.,5%-ного водного раствора при 25 С 23,3 сСт), хлорметилирование и аминирование проводят в сильно разбавленных средах 20 (соответственно, в дихдорэтане и диоксане). Поэтому данный способ мало производителен, требует большого ассортимента сырья и характеризуется большим количеством отходов 25 производства а также не позволяет получать в производственных условиях достаточно чистый полиэлектролит,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу Зо является способ получения водорастворимого полиэлектролита марки ВПКзаключающийся в том, что хлорметилирование и аминирование полистирола проводят в среде метилаля 2 .При использовании такого способа решаются вопросы переработки отходов производства, Кроме того,. данный способ из-за присутствия в хлорме 40 тилирующей смеси значительного ко" дичества:метилаля дозволяет получать полиэлектролиты с вязкостью 1%-ного водного раствора 3-5 сСт,Медостатком этого способа являет ся низкая величина вязкости (молекулярная масса) полученного поли- электролита, неудовлетворительная флокудяционная активность, а также недостаточная чистота готового 5 О продукта из-за присутствия незначительных количеств формальдегида ( а 0,1%).Цель изобретения - увеличение .молекулярной массы полиэдектролита 55 и его флокуляционной способности.Цель достигается тем, что при аминировании третичным амином хлор" 3метилированного полистирола (ХМП)добавляют вторичный амин в количестве 0,01-0,16 моль на 1 моль ХИП.Аминирование ХИП обычно осуществляюттриметиламином как самым доступнымреагентом. В качестве вторичногоамина можно использовать диметиламин, диэтйпамин и т.п. Взаимодействуя с ХИП по реакции Иеншуткина(нанример, 1 моль вторичного аминас 2 моль ХИП) вторичные амины способствуют соединению полимерных цепейи тем самым увеличению молекулярноймассы получаемого водорастворимогополиэдектродита,Поскольку реакция взаимодействияХМП со вторичным амином протекаетс такой же высокой скоростью, как и,с третичными аминами, необходимосоздать условия, предотвращающиеобразование нерастворимого полиэлектролита (смешивание макромолекул). С этой целью вторичные аминыберут в определенном количестве поотношению к ХМП, а именно, 0,01- .0,16 моль на 1 моль ХИП (при оптимальном количестве используемоготретичного амина 1,5 моль на 1 .мольХМП). При добавлении вторичных аминов в количестве более 0,16 моль на1 моль ХМП в конечном продукте образуются гелеобразные частицы.Процесс аминирования осуществляют при температуре 38-42 оС в течение 4 ч.Использование низших аминов приаминировании ХИП способствует такжеи удалению формальдегида из готовогопродукта . Так, 1 моль формальдегидаи 2 моль диметиламина дают бифункционадьный третичный амин-тетраметилметилендиамин,П р и м е р 1, Полистирол с молекулярной массой около 50 тыс (208 г) растворяют в смеси хдордиметипового эфира с метилалем плот- ностью 1,048 (1520 г), добавляют хлористый цинк (95,6 г), нагревают полученную массу до 50-52 С и выдерживают 3 ч. Затем температуру иовыЬ.шают до 54 С и отгоняют хлордиметидэвый эфир (500 мд). Реакционную массу охлаждают, добавляют метилаль (800 мл) и отгоняют эфирнометилальную смесь (1000 мл) при температуре куба 50-52 С, Кубовый остаток охлаждают, дают отстояться и отделяют катадизаторный слой. К,оставшемуся770080 с Полиэлектро- лит Оптимальная Вязкость1 Х-ноговодногораствораполиэлектролита,сСт доза поли- электролита, при очистке СТОЧНЫХ ВОДмг/л 2,8 5,0 По примеру 2 По примеру 4 5,88 По прототипу 4,10 1,9 3,5 Редактор Л. Письман Техред А,Бабинец Корректор Г. Решетник Заказ 1704/4 Тираж 475 ПодписноеВНИИПИ Гоеударетвемного комитета СССРпо делам нзобретений и открытий1 13035, Москва, Ж, Раущская наб., д.4/5 Филиал ПОП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3полимерному раствору добавляют метилаль (300 мл), затем при перемешивании до рн 6-8 107-ный раствор едкого натра и отделяют после отстаивания водный слой. Получают хлорметилированный полистирол (ХИП) в виде 327-ного раствора в метилале с содержанием хлора в ХМП 20,757 (степень хлорметилирования - 0,845).К раствору ХМП при перемешивании 1 О приливают триметиламин в количестве 1,5 моль и диметиламин - 0,01 моль на 1 моль ХИП с учетом степени хлорметилирования, Реакционную массу нагревают и выдерживают при 40 С в течение 4 ч. По окончании процесса амины и другие органические примеси отгоняют, постепенно повышая температуру полученной массы до 90-95 С, ао затем с помощью острого пара.Вязкость 1 Ж-ного водного раствора полученного водорастворимого поли- электролита составляет 4,8 сСт.сП р и м е р 2. Водорвстворимьй полиэлектролит получают согласно способуонисаниому в примере используя при аминироваиии диметиламин в количестве 0,02 моль на 1 моль ХМП.Вязкость полученного 1 Х-ного водЭО ного раствора полиэлектролита составляет 5,00 сСт.П р и м е р 3. Водорастворимьй полиэлектролит получают согласно способу, описанному в примере 1, используя нри амикированиидиметиламин в количестве 0,04 моль на 1 моль ХМП (вязкость его 13-ного водного раствора 5,44 сСт).П р и и е р 4 Водорастворимый40 полиэлектролит.получают согласно способу, описанному в примере 1, испОльзуя при аминировании диметиламин в количестве 0,08 моль на 1 моль ХМП.(вязкость его 13-ного водного раствора 5,88 сСт). 4П р и м е р 5. Водорастворнмый полиэлектролит получают согласно способу, описанному в примере 1, используя при аминировании диметиламин в количестве 0,14 моль на 1 моль ХМП (вязкость его 17-ного водного раствора составляет 6,6 сСТ),П р и м е р 6. Водорастворимый полиэлектролит получают согласно способу, описанному в примере 1, используя при аминировании диметиламин в количестве 0,16 моль на 1 моль ХИП (вязкость его 1 Х-ного водного раствора составляет 7,2 сСт).Разработанный способ получения водорастворимого полиэлектролита на основе полистирола позволяет увеличивать молекулярную массу полиэлектролитов на 30-357., а также устранить примеси формальдегида.Проведенные исследования с образцами полиэлектролитов, полученных по разработанному способу, показали их более высокую эффективность в процессе очистки сточных вод угле- обогатительных фабрик от взвешенных частиц, чем полиэлектролит, получаемый по известному способу. Результаты исследования для различных Образцов полиэлектролитов представлены в таблице.