Способ получения анионитов

.123 3(088,8) Государственный комитет по делам изооретеиий и открытий) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНИОНИТ Изобретение относится к синтезуполимерных материалов с ионообменными свойствами, которые могут быть использованы для обратимой сорбции иконцентрирования ионов металлов в гидрометаллургии, для выделения и очистки антибиотиков, витаминов, гормонов,в процессах водоподготовки в качестве катализаторов химических реакцийи т,д,10Известен способ получения кремниисодержащего катионита сополимеризацией аллилтриэтоксисилана с ненасыщенным алифатическим мономером (вчастности метакриловой кислотой)1с последующим гидролизом полученногосополимера 13,Известен также способ синтеза материалов с анионообменными свойствамина основе силикагеля, Продукт получают путем радиационной прививки винилпиридина под действием ускоренныхэлектронов на линейном ускорителеУ (Е - 5 мэВ), Для прививки исполь. зуют стеклянные ампулы, состоящие из отделений для мономера .(питателя) и носителя (реактора). Для предотвращения преждевременного контакта между питателем и реактором впаивают тонко"стенную перегородку. Силикагель предварительно прогревают 3 ч при 150ов вакууме 23.Недостатками этого способа являются применение для прививки дорогостоящих установок (ГУГ и У), про" ведение процесса в запаянных ампулах в высоком вакууме (8- 10 10тор).Наиболее близким к изобретению является способ получения анионитов путем обработки силикагеля парами винил трихлорсилана с последуюцей сополимеризацией с метилвинилпиридином. Обработку проводят в эксикаторе в течение 1 сут при комнатной температуре. После десорбции непрореагировавшего винилтрихлорсилана и гидролиза атомов хлора при отмывке дистиллирован. ной водой до исчезновения в промыв9070 1 О го 25 35 4 о 45 50 ных водах ионов хлора продукт сушат 12 ч при 150 оС. Затем проводят взаимодействие с метилвинилпиридином при 225 оС в течение 6 ч в автоклаве. Статическая обменная емкость ионита 13 мг-экв/г 13.Недостатками известного способа являются многостадийность процесса (адсорбция, гидролиз, сополимеризация), проведение реакции сополимеризации при высокой температуре (225 С), применение автоклава и низкая обменная емкость попученных продуктов (1, 3 мг-экв/г) .Цель изобретения - упрощение про-,цесса синтеза пи ридинсодержащих кренийорганических анионитов и улучшениеих физико-химических свойств,Поставленная цель достигается тем что согласно способу получения анионитов взаимодействием производныхвинилпиридина с кремнийсодержащимсоединением, в качестве производныхвинилпиридина используют полимеры2-метил- винилпиридина или 4-винилпиридина и в качестве кремнийсодержащего соединения используют фенил,3-хлорпропоксисилан и взаимодействие осуществляют при 30-100 С в течение 3-5 чВ результате получают аниониты с выходом 92-973 с обменной емкостью по 0,1 н, НС 1 3,4 6,0 лг-экв/г и по О, 1 н. МаС 1 О, 2- 1, 0 кг-экв/г; с механической прочностью 92-943, термостабильностью в воде 983, максимальной рабочей температурой 130 оС, химической стойкостью к растворам минеральных кислот и щелочей (1003) в растворах окислителей до 853.П р и и е р 1. В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой,термометром и капельной воронкой,загружают 21,8 г (0,2 моль) 2-метил- -5-поливинилпиридина в 70 г диметилформамида и добавляют при перемеши" вании 48,9 г (0,1 моль) фенил,3- -хлорпропоксисилана. Реакцию проводят при 80 оС в течение 5 ч,Гель дробят, рассеивают, отбирают францию с размером гранул 0,751,00 мм, промывают диметилформамидам,обрабатывают 53-ными растворами НС 1и МаОН последовательно, отмывают дистиллированной водой до нейтральнойреакции фильтрата. Полученная смолачерного цвета имеет следующие показатели; СОЕ по 0,1 н. раствору НС 15,2 мг-экв/г, по 0,1 н, НаС 1 0,4 мг 10 4экв/г, плотность в гидратированномсостоянии 0,9053, в негидратированном0,8145 г/мл; набухаемость 2,8 мл/г;механическая прочность 95/.П ри ме р 2. 10,9 г (0,1 моль)2- мети л- поли ви ни лпи риди на ра ст воряют в 60 мл диметилформамида и добавляют при перемешивании 48,9 г(0,1 моль) фенил,3-хлорпропоксисилана. Конденсацию проводят при 100 оСв течение 3 ч. Обработку ионита проводят по примеру 1. Днионообменникимеет следующие свойства: СОЕ по0,1 н, НС 1 4,7; по 0,1 н. маС 10,3 мг-экв/г; плотность в гидратированном состоянии 0,9142, в негидратированном 0,8274 г/мл; набухаемость3,1 мл/г; механическая прочность941,П ример 3. 31,5 г (0,3 моль)4- поливинилпиридина растворяют в80 г диметилформамида и прикапываютпри перемешивании 48,9 г (0,1 моль)фенил,3-хлорпропоксисилана. Конденсацию проводят при 80 С в течение 4 ч.Обработку конечного продукта проводятпо примеру 1, йнионит имеет следующие показатели: СОЕ по 0,1 н, раствору НС 1 5,1 мг-экв/г; СОЕ по 0,1 н.МаС 1 0,4 мг-экв/г; плотность в гидратированном состоянии 0,9173, в негидратированном состоянии 0,8025 г/мл;набухаемость 2,7 мл/г; механическаяпрочность 903.П р и м е р 4. 32,7 г (0,3 моль)2-метил-поливинилпиридина растворяют в 82 г диметилформамида и добавляют по каплям 48,9 г (0,1 моль) фенил,3-хлорпропоксисилана, Реакцию проводят при 100 С в течение 3 ч. Обработку ионита проводят по примеру 1.Конечный продукт имеет следующие характеристики: СОЕ по 0,1 н. НС 16,0 мг-экв/г; по 0,1 н. 14 аС 1 1,0 мгэкв/г; плотность в гидратированном 1состоянии 0,9374, в негидратированномсостоянии 0,8464 г/мл;, набухаемость3,5 мл/г; механическая прочность923.При обработке анионитов на основефенил,3-хлорпропоксисилана и поливинилпиридинов 5 н. растворами кислот,и щелочей не наблюдается снижения величины обменной емкости, Лишь при использорании 103-ной НО величина потери обменной емкости составляет неболее 154. При кипячении анионитовв воде в течение 48 ч снижение СОЕна 2.СОЕ, мг-экв/ Анионит ная рабочая температура, 5С 0,1 н.НС 1 0,1 редлагаеый 4,7-6,0 0,3-1,0 9,8- Нет10,5 АВ 30 1, 25 АВ3,0 НетИз вестный 1, 3 Нет Данные отсутствуютВМСи нтези ро ванные пи ридинсодержащие аниониты могут быть использованы для селективного концентрирования элементов Рс-группы, комплексные соединения этих ионитов с переходными металлами - в качестве катализаторов 5 9070Таким образом, при использовании для синтеза анионитов доступных поливинилпиридинов и реакционноспособного фенил,3-хлорпропоксисилана полу; чены по упрощенной схеме сетчатые 5 полиэлектролиты, отличающиеся от известных полимеров на основе винилпиридинов высокой термической и химической стойкостью, ионообменной и солерасщепляющей способностью.о) 10 6 различных органических реакций, для ) сорбции фенола, галоидов и т.д.формула изобретенияСпособ получения анионитов взаимодействием производных винилпиридина с кремнийсодержащим соединением,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью упрощения процесса синтезапиридинсодержащих кремнийорганических анионитов и улучаения их физикохимических свойств, в качестве производных винилпиридина используют полимеры 2-метил- винилпиридина или4-винилпиридина и в качестве кремнийсодержащего соединения используютфенил" 2,3 аахлорпропоксисилан и взаимодействие осуществляют при 86- 100 оСв течение 3-5 ч,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 209748, кл. С 08 Р 236/08, 1966.2, Корван В,В. и др. Радиационнохимическая прививка винилпиридинови поверхности силикагеля. Высокомолекулярные соединения," 1978,серия А, т. 20, Р 5, с. 1010.3. Авторское свидетельство СССРМ 300468, кл. С 07 Г 7(00, 19 б 9Редактор Г. Кауалап 3/31 ВНИИПИ Гос по делам.е 5 35 лавшОС Филиал ППП "ПЗаказ 5 Составитель Г. РусскихТехрев И. Гайду КорректорГ. НазароваТираж 512 Подписноеударственного коьватета СССРизобретений и открытийва И-Я Рарвская наб. д. М 5атент", г. Ужгород, ул. Проектная,