Поли-1, 2-диметил-5-винилпиридиний диэтилдитиофосфат в качестве флокулянта и способ его получения

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Свюз СоветскихСоциалистическихРеспублик ри 952859(22) Заявлено 01.10,80 (21) 2989005/23-05 1513 М. Кл. с присоединением заявки И 9 С 08 Р 130/02С 08 Р 8/40 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий. 8 (088. 8) Опубликовано 230882, Бюллетень М 931 Дата опубликования описания 23,08,82(54) поли,2-дииетил-винилпиридинийДИЭТИЛДИТИОФОСФАТ В КАЧЕСТВЕ ФЛОКУЛЯНТАИ СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ- сн-сн, -СЦОс иСН,ОС,Н8- СИ- СН -Р+ Со 0 с й в ХН в адикальнойил-винил1,оторый получают изацией 1,2-дим ий метилсульфат олимериди-. де и = 2000-14250 Изобретение относится к новому соединению на основе 2-метил-винилпиридина, конкретнее к поли,2-диметил-винилпиридиняй диэтилдитиофосфату формулы, которое может быть использовано в качестве эффективного Флокулянта, и способу его получения.Известен поли,2-диметил-винилпиридиний метилсульфат формулы Недостатком известного соединенияявляется ограниченная активность егокак Флокулянта. Действие его основано на ионогенном характере осаждаемых веществ. Применение его для осаждения веществ неионогенного типа,в частности мелкодисперсной суспензии метионина, дает отрицательныерезультаты.Целью изобретения является улучшение флокулирующихсвойств флокулянта, позволяющего одновременно с сохранением прежних свойств вещества,основанных на действии высокоположи 15 тельного заряда молекулы полимера,приобрести новые свойства, способствующие осаждению веществ неионогенного типа,Поставленная цель достигаетсяполи,2-диметил-винилпиридинийдиэтилдитиофосфатом Формулы952859 данной водной среде карбоната натрия,Меньше 15 соли использовать нецелесообразно, так как это снижает производительность и делает реакционнуюмассу болев разбавленной, что затруд няет выделение полимера, При концентрации более 15 наблюдается наличиенерастворимого карбоната натрия.Затем производят отделение водного слоя от полимера и сушку.10 Отделение воды от полимера проводится при температуре окружающей среды. Температура сушки 100+2 С (дляудаления воды из осадка). Концентрация воды в осадке 20-25.15 Время разделения водного слоя отполимера 5-10 мин, время сушки -3-4 ч.Диэтилдитиофосфат натрия - соединение неустойчивое, поэтому промышленность выпускает. его с наполнителем, препятствующим его разложению -карбонатом натрия, при массовом соотношении компонентов 1:1, Товарноеназвание технического диэтилдитиофосфата натрия - этиловый аэрофлот.Для проведения реакции при полученииполи-димвтил-винилпиридиний диэтилдитиофосфата используют диэтилдитиофосфат натрия, растворенный внасыщенном растворе карбоната натрия,для чего можно готовить водный раствор этилового аэрофлота. Количествоводы, необходимое для полного растворения аэрофлота, определяется растворимостью в воде карбоната натрия.Реакция протекает по схеме1 СН-СН -е 0085айб- РолидиэтилСтроение предлагаемого соединения доказано ИК-спектроскопией, подтверждено элементным анализом и данными по молекулярной массе, Предлагаемое соединение характеризуется одновременным содержанием в молекуле атома азота с положительным зарядом, атома фосфора, тиогруппы и метильных групп в положении 1,2,П р и м е р 1. В реактор, снабженный мешалкой, загружают 80 г(0,125 10 моль) 25-ного водного раствора поли,2-диметил-вийил-.пиридиний метилсульфата с молекулярной массой 1,6 10и числом мономерных звеньев и6530. Затем при переме" шивании добавляют 111,8 г раствора аэроФлота, содержащего 16,8 г 60 (0,081 моль) диэтилдитиофосфата натрия и 16,8 г карбоната натрия. Массу перемешиваЮт при,нормальных условиях 15-20 мин. Выпавший полимер отделяют от воды и сушат в сушильном шкафу 65 Элементный а из. Найдено0числено 48,96, 49 6,99, 7 4;35, 4 19,67, 20 9;56, 9 С Н Д 1 Б Р6,94,420,0Р 9,7Молекулярная мас083000, 2047000, оиметрическим методИК-спектр, см са - найдено:пределялась вискоом: и = 6529-64171460 1380 (СНз)1160 (РО-СН)800-650 (Р) Поли,2-диметил-винилпиридиний диэтилдитиофосфат получаютвзаимодействием поли,2-диметил-винилпиридиний метилсульфата с натриевой солью диэтилдитиофосфорнойкислоты при эквимолярном соотношениимономерных звеньев полимера и солидиэтилдитиофосфорной кислоты в растворе карбоната натрия.Способ получения поли,2-диметил-винилпиридиний диэтилдитиофосфата осуществляют следующим образом,Вначале производят прививку кислотного остатка диэтилдитиофосфорной кислоты на исходный полимер.Температура процесса 20-25 ОС, давление атмосферное, время реакции 1520 мин.Концентрация исходного полимера15-25 вес., меньше 15 полимераиспользовать нецелесообразно, таккак замедляется скорость реакциии выделение образующегося привитогополимера из разбавленных растворовсопряжено с техническими трудностями и дополнительными "экономическимизатратами, Использование исходногополимера концентрацией более 25невозможно из-за высоковязкой концентрации. В этом случае реагирующиевещества не могут быть равномернораспределены по всей реакционноймассе,Концентрация соли диэтилдитиофосфорной кислоты, равная 15 весопределяется полной растворимостью в при 1002 ОС. Вес полученного и-1,2-диметил-винилпиридинийдитиофосфата - 25,7 г. Выход продукта составляет 99, считая на загруженный голи,2-диметил-винилпиридиний метилсульфат. Полимер представляет собой слегка желтоватое комкообразное вещество, растворимое в вод/ рОС,М 5СИРСд 18 Я где п = 2000-1425045 в качестве флокулянта.2. Способ получения поли,2-ди-метил-винилпиридиний диэтилдитиофосфата, заключающийся в том, чтополи,2-диметил-винилпиридиний50 метилсульфат подвергают взаимодействию с натриевой солью диэтилдитиофосфорной кислоты при эквимолярном соотношении мономерных звеньев,полимера и соли диэтилдитиофосфорной кис 55 лоты в растворе карбоната натрия.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США 9 3095404,кл, 260-88.3, опублик, 1963мкос- спенмг/л ВНИИПИ Заказ 6203/38 Тираж 514 Подписное Ужгород, ул.Проектная, 4 илиал ППП "Пат П р и м е р 2. В реактор, снабженный мешалкой, загружают 80 г(0,410-4 моль) 25-ного раствораполи,2-диметил-винилпиридиний метилсльфата с молекулярной массой5 10 . Затем при перемешивании добавляют 111,8 г раствора аэрофлота, содержащего 16,8 г (0,081 моль) диэтилдитиофосфата натрия и 16.,8 г карбоната натрия. Массу перемешивают принормальных условиях 15-20 мин. Выпавший полимер отделяют от воды и су шат в сушильном шкафу при 1002 С.Вес полученного поли,2-диметил-винилпиридиний диэтилдитиофосфата25,7 г. Выход продукта составляет 1599, считая на исходный поли,2-диметил-винилпиридиний метилсульфат,Молекулярная масса 650760, и = 2040.П р и м е р 3. В реактор, снабженный мешалкой, загружают 133 г(05710 моль) 15-ного водногораствора поли,2-диметил-винилпипиридиний метилсульфата с молекулярной массой 3,510,дальйейший синтез пРоводят аналогично примеру 1. Вес полученного поли,2-диметил-винилпиридиний.диэтилдитиофосфата 25,7 г. Выходпродукта составляет 99, считая наисходный поли2-диметил-винилпи 30ридиний метилсульфат, Молекулярнаямасса 4545750, и = 14250.Эффективность предлагаемого соединения как флокулянта определяласьобработкой вод, содержащих ионогенные и неионогенныевещества, раствором поли,2-диметил-винилпиридиний диэтилдитиофосфата,П р и м е р 4. В цилиндр, емкостью 500 мл загружают 500 мл суспензии глины (типа Мергель, диаметр 40частиц 0,0063 мл), мутность25000 мг/л и дозируют 4 мл 0,1-ноговодного раствора поли,2-диметил-винилпиридиний дизтилдитиофосфата.После 10-15 мин отстаивания водаполностью осветляется. Остаточнаямутность отсутствует,П р и м е р 5. В цилиндр емкостью 500 мл загружают 500 мл суспензии метионина мутностью 25000 мг/ли дозируют 4 мл 0,1-ного водногораствора поли,2-диметил-винилпиридиний диэтилдитиофосфата. После10-15 мин отстаивания вода полностью осветляется. Остаточная мутностьотсутствует.П р и м е р 6. В цилиндр етью 500 мл загружают 500 мл сузии метионина мутностью 25000 и дозируют 4 мл 0,1-ного водного раствора поли,2-диметил-винилпиридиний метилсульфата. Отстаивание раствора в течение 15-20 мин не приводит к видимому изменению мутности раствора. Образования флокул не происходитКак видно из приведенных примеров 4-6, предлагаемое соединение, содержащее тио- и фосфорные группы, обладает расширенной флокулирующей способностью, выражающейся в осаждении частиц ионогенного (глина) и неионогвнного (метионин) характера.Учитывая, что реальные производственные и бытовые суспензии неоднородны по своему составу и содержат частицы как ионогенного, так и неионогенного типа, применение предлагаемого флокулянта позволяет повысить степень очистки без использования дополнительных флокулирующих компонентов в силу его универсальности, Предлагаемое соединение может фбыть использовано в качестве флокулянта в различных отраслях народного хозяйства и, в частности, в производстве метионина, где его выделение ведут из мелкодисперсных растворов, что сильно затрудняет процесс фильтрования. 1. Поли,2-диметил-винилпиридиний диэтилдитиофосфат формулы