Способ получения ионообменного привитого сополимера

0 П И С А Н И Е (п)887581ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ооиз Советских Социалистических Ресоублик) Приоритет оудирстоеииый комитет сесе(43) Опубликовано 07.12.81. Бюллетень4 (45) Дата опубликования описания 07.12.81 о делам иаобретеии и открытий(72) Авторы изобретения И. ф. Осипенко и В, И, Мартиновичзико-органической химии АН Белорусскдй ССР(71) Заявител исти 4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИОНООБМЕННОГО ПРИВИТОГО СОПОЛИМЕРАИзобретение относится к способам получения привитых сополимеров, а именно привитого сополимера полиэтилентерефталата с акриловой кислотой, представляющего интерес как катионообменный материал.Известно, что прививка к полимерам мономеров, содержащих ионогенные группы, позволяет получить полимерные материалы, обладающие ионообменными свойствами. Статическая обменная емкость привитых сополимеров пропорциональная содержанию в них полимера, содержащего ионогенные группы.Известен способ получения привитых сополимеров полиэтилентерефталата с полиакриловой кислотой радикальной привитой сополимеризацией.Однако по известному способу не удается получить пленки с большим содержанием привитой полиакриловой кислоты и, следовательно, значительной статической обменной емкостью и влагопоглощением, поскольку прививка идет в приповерхност. ных слоях пленок.Наиболее близким к заявленному является способ получения привитых ионообменных полимеров обработкой пленки полиэтилентерефталата раствором акриловой кислоты в смеси дихлоруксусной кислоты и воды в присутствии ингибитора гомополимеризации и дальнейшей радикальной привитой сополимеризацией.По этому способу пленки полиэтилентерефталата погружают в раствор, содержа щий акриловую кислоту, дихлоруксуснуюкислоту и воду в соотношении 10: 77: 13 по объему. Для устранения гомополимеризации в раствор добавляют 10 -моль/л СцС 12.Ампулы вакуумируют (10 -мм рт. ст.) и 10 запаивают. После достижения равновесногонабухания ампулы с пленками подвергают у-облучению дозой 7,1 Мрад (мощность дозы 456 рад/мин, продолжительность облучения 260 ч), отмывают и высушивают, По лученные по этому способу привитые пленки содержат, однако, только 37% полиакриловой кислоты по отношению к массе исходной полиэтилентерефталатной пленки, имеют статическую обменную емкость 20 4,3 мг экв/г и влагопоглощение 15%, чтоявляется недостаточным для создания высокоэффективных ионообменных мембран.Кроме того, в процессе прививки происходит частичное растворение полиэтилентерефталата. Указанный способ требует тщательного вакуумирования реакционной среды.Целью изобретения является упрощениепроцесса прививки, повышение содержания привитой полиакриловой кислоты в сополи 8875813мере, увеличение статической обменной емкости и влагопоглощения привитого сополимера полиэтилентерефталата с акриловой кислотой.Указанная цель достигается тем, что в способе получения ионообменного полимера, включающем обработку пленки полиэтилентерефталата раствором акриловой кислоты в присутствии ингибитора гомополимеризации и дальнейшую радикальную привитую сополимеризацию, пленку полиэтилентерефталата предварительно подвергают набуханию в 1 - 10%-ном растворе перекиси бензоила и дихлорэтане в течение 1 - 120 мин и обработку раствором акриловой кислоты и привитую сополимеризацию осуществляют путем выдерживания набухшей пленки в течение 20 - 40 мин в 5 - 15%-ном водном растворе акриловой кислоты и дальнейшего нагревания при 75 - 85 С в течение 6 - 10 ч в присутствии в качестве ингибитора гомополимеризации соединения формулы Ге 504(КН 4) 504 6 Н 20Сущность предлагаемого способа заключается в том, что при обработке пленок раствором перекиси бензоила в дихлорэтане происходит .одновременно набухание полиэтилентерефталата, вызывающее разрыхление его структуры и увеличение диффузии акриловой кислоты в пленку, и введение инициатора привитой сополимеризации.П р и м е р 1 (по прототипу). Пленку полиэтилентерефталата помещают в ампулу с раствором, содержащим акриловую кислоту, дихлоруксусную кислоту и воду в соотношении 10: 77: 13 по объему и 10 -моль/л СцС 12, Ампулу вакуумируют (10 -мм рт. ст.) запаивают и после набухания пленки в течение 30 мин в указанном растворе облучают у-лучами Со" (доза 7,1 Мрад, мощность дозы 456 рад/мин, продолжительность облучения 260 ч) . Затем пленку извлекают, отмывают кипящей водой в течение 6 ч и сушат на воздухе до постоянной массы, Содержание привитой полиакриловой кислоты в сополимере составляет 37%, статическая обменная емкость равна 4,3 мг экв/г, влагопоглощение 15%.П р и м е р 2. Пленку полиэтилентерефталата погружают в 5%-ный раствор перекиси бензоила в дихлорэтане, выдерживают в нем в течение 60 мин при комнатной температуре, просушивают в течение 10 мин, затем помещают в 10% -ный раствор акриловой кислоты в воде, содержащий 0,1 Ре 804 (МН 4),504 6 Н 20 (ингибитор гомополимеризации), выдерживают в нем в течение 30 мин и нагревают в течение 8 ч при 80 С. Через час после окончания нагревания пленку извлекают, отмывают кипящей водой в течение 6 ч и сушат на воздухе до постоянной массы. Содержание привитой полиакриловой кислоты в сополимере составляет 86%, статическая обменная емкость равна 8,0 мг-экв/г, влагопоглощение 37/,. 5 10 .о зо 35 4 О 45 ьо 55 бО Дг П р и м е р 3. Условия прививки те же, что в примере 2, только время набухания пленки в растворе перекиси бензоила в дихлор. этане составляет 1 мин, Содержание привитой поли акр ило вой кислоты составляет 61%, статическая обменная емкость равна 6,4 мг экв/г, влагопоглощение 26%.П р и м е р 4. Условия прививки те же, что в примере 2, только врмя набухания пленки в растворе перекиси бензоила в дихлорэтане составляет 120 мин, Содержание привитой полиакриловой кислоты составляет 89%, статическая обменная емкость равна 8,1 мг экв/г, влагопоглощение 38%,П р и м е р 5. Условия прививки те же, что в примере 2, только концентрация раствора акриловой кислоты в воде составляет 5%. Содержание привитой полиакриловой кислоты составляет 71/о, статическая обменная емкость равна 7,6 мг экв/г, влагопоглощение 30%П р и и е р б. Условия прививки те же, что в примере 2, только концентрация раствора акриловой кислоты в воде составляет 15%. Содержание привитой полиакриловой кислоты составляет 87%, статическая обменная емкость равна 8,0 мг экв/г, влагопоглощение 37%.П р и м е р 7. Условия прививки те же, что в примере 2, только время выдерживания пленки в растворе акриловой кислоты в воде составляет 20 мин. Содержание привитой полиакриловой кислоты составляет 67%, статическая обменная емкость равна 7,1 мг экв/г, влагопоглощение 28 .П р и м е р 8. Условия прививки те же, что в примере 2, только время выдерживания пленки в растворе акриловой кислоты в воде составляет 40 мин. Содержание привитой полиакриловой кислоты составляет 8 бо/о, статическая обменная емкость равна 8,0 мг экв/г, влагопоглощение 37 о/о.П р и м е р 9, Условия прививки те же, что в примере 2, только время нагревания пленки в растворе акриловой кислоты составляет 6 час. Содержание привитой полиакриловой кислоты составляет 60 о , статическая обменная емкость равна 6,4 мг экв/г, влагопоглощение 26/о,П р и м е р 10, Условия прививки те же, что в примере 2, только время нагревания пленки в растворе акриловой кислоты составляет 10 час. Содержание привитой полиакриловой кислоты составляет 87%, статическая обменная емкость равна 8,0 мг экв/г, влагопоглощение 37%.В приведенной ниже таблице представлены данные выполнения способа получения ионообменного привитого сополимера.Полученная по предлагаемому способу пленка содержит 86 опривитой полиакриловой кислоты, имеет статическую обменную емкость 8,0 мг экв/г и влагопоглощение 37 о/о, тогда как пленка, полученная по известному способу, содержит 37% приви887581 Продолжи.тельностьнагреванияпленокв раствореакриловойкислоты,мин Продолжительность набуханияпленок в растворе акриловой кислоты,мин Статическая обменная емкость по 0,1 н,МаОН,мг-экв/гСодержаниепривитойполиакриловой кислоты в пленке, о 4 от массы поли- этилентерефталата Продолжитель. ность обработки пленок 50 Ж-ным раствором перекиси бензоила в дихлорэтане, мин Концентрация раствора акриловой кис- ЛОТ Ы, 4 О Вагопогло щение, ц 44,3 6,4 8,0 8,1 7,6 8,0 7,1 8,0 6,4 8,0 37 61 86 89 71 87 67 86 60 8 30 30 30 30 30 30 20 40 30 30 10 10 10 10 5 15 10 10 10 10 15 26 37 38 30 37 28 3 37 1 2 3 4 5 б 7 8 9 10 8 8 8 8 8 8 8 6 1 О 1 60 120 60 60 60 60 60 60 Составитель Г. РусскихТехред А. Камышиикова Редактор Е. Дайч Корректор О. Силуянова Заказ 2512/18 Изд.643 Тираж 530 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 той полиакриловой кислоты, имеет статическую обменную емкость 4,3 мг экв/г и влагопоглощение 15%.Таким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить по сравнению с известным способом содержание привитой полиакриловой кислоты в 2,3 раза, статическую обменную емкость в 1,9 раза и влагопоглощение в 2,4 раза. Продолжительность прививки сокращается более чем в 20 раз. Привитая полиакриловая кислота равномерно распределена по сечению пленки. Способ не требует вакуумирования реакционной среды и использования у-облучения.Полученные пленки могут быть использованы в качестве катионообменных материалов, в частности катионообменных мембран.Формула изобретения Способ получения ионообменного привитого сополимера путем обработки пленки полиэтилентерефталата раствором акриловой кислоты в присутствии ингибитора гомополимеризации и дальнейшей радикальной привитой сополимеризации, отл и ч а ю щийся тем, что, с целью повышения содержания полиакриловой кислоты в сополимере, увеличения обменной емкости и влагопоглощения привитого сополимера, пленку полиэтилентерефталата предвари тельно подвергают набуханию в 1 - 10% -номрастворе перекиси бензоила в дихлорэтане в течение 1 - 120 мин и обработку раствором акриловой кислоты и привитую сополимеризацию осуществляют путем выдерживания набухшей пленки в течение 20 - 40 мин в 5 - 15/в-ном водном растворе акриловой кислоты и дальнейшего нагревания при 2075 - 85 С в течение б - 10 ч в присутствии в качестве ингибитора гомополимеризации соединения формулы Ге 504 (КН 4) я.)046 Н,О.