Способ модифицирования высокодисперсного кремнезема

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик вц 981216(51) М. Кл.з с присоединением заявки МоС 01 В 33/18С 09 С 3/08 Государственный омитет СССР но делам изобретений и открытий(088.8) Опубликовано 15.1282, Бюллетень Мо 46 Дата опубликования описания 15.12.82 В.И. Богомаз, Е.Ф. Воронин, Л.И. Сологуб; Т.Н. Якубович, А.А. Чуйко, К.Б. Яцимирский,В.М. Огенко и И.И. Братушко(72) Авторы изобретения Ордена Трудового Красного Знамени, институт физическойхимии им. Л.В. Писаржевского и СпЕциальное конструкторскотехнологическое бюро с экспериментальным производствсмИнститута физической химии им. Л.В. ПисарЖЕвокого( 54 ) СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ВЬ 1 СОКОДИСПЕРСНОГОКРЕМНЕЗЕМА Изобретение относится к способам модифицирования высокодисперсных кремнеземов органическими соединениями, а именно, имидазолом, и может быть использовано в производстве координационных соединений - пере. носчиков молекулярного кислорода,Известен жидкофазный способ модифицирования высокодисперсного кремнезема имидазолом, осуществляемый в водной среде при рН Ф 8; путем обработки -хлорпропилметоксисилана имидазолом 11.Недостатком этого способа является необходимость отмывки полученного препарата от избытка реагентов и побочных продуктов реакции.Наиболее близким к предлагаемому по тенической сущности и достигаемому результату является способ мо,дифицирования высокодисперсного кремнезема, в соответствии с которым в м-ксилоле кипятят силикагель и 3-хлорпропилтриметоксисилан с имидаэолом. В зависимости от степени покрытия поверхности время реакции составляет от 45 мин до 9 ч. Затем продукт последовательно промывают сухим бенэолом и ацетоном, после чего дегидрохлорируют путем обработки модифицированного кремнезема окисьюэтилена при 0 С, вторично промываютацетоном и высушивают при 150 фС 1 2.Недостатками известного способаявляются уменьшение удельной поверхности вследствие агрегирования частиц, а также необходимость отмывкиполученного препарата органическимирастворителями.Целью изобретения является упрощение процесса при сохранении удельной поверхности кремнезема.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу модифици 15 рования высокодисперсного кремнезема обработку кремнезема имидазоломпроводят в вакууме при 150-400 фС ивесовом соотношении кремнезем: имидаэол 10:( 1-5).В качестве кремнезема используют кремнезем, содержащий поверхностные соединения общей формулыВ1,Предлагаемый способ модифицирования.можно описать следующей схемойхимической реакции;К-Ф = 31 - 0-31 - В-ж+Н - Ка 1ПИспользование кремнезема, содержащего указанные поверхностные сое-,динения, дает воэможность химическипривить имидазол в газовой фазе, вотличие от известного способа при.вивки его в жидкой фазе.Способ осуществляется следующим,образом.В герметический реактор помещаюаэросил, модифицированный хлорметилметилдихлорсиланом, и имидазол вмольном соотношении 1:3, создают вакуум порядка 1 10 - мм рт. ст. и .на.гревают смесь до 100-300"С в течение1 ч. После этого при этой же температуре откачивают пары непрореагировавшего имидазола и побочные продукты реакции, Полученный модифицированный имидазолом кремнезем охлаждаютдо комнатной температуры и выгружают,Содержание привитого имидазола определяют титрованием 0,1 н. НС 1 вледяной уксусной кислоте с индикатором кристаллическим фиолетовым.П р и м е р 1, В лабораторныйгерметичный реактор загружают 10 гаэросила, содержащего на поверхности хлорметилметилхлорсилильные группы (концентрация 0,32 юаоль/г, и1 г имидазола. Создают вакуум порядка 1 10 мм рт. ст. и нагреваютсмесь до 100 фС, поддерживая эту температуру в течение 1 ч. После этогопри этой же температуре откачиваютпары непрореагировавшего имидаэолаи побочные продукты реакции, Полученный модифицированный имидазоломкремнезем охлаждают до комнатнойтемпературы и выгружают.Содержание привитого имидазола 0,1 ммоль/г. Удельная поверхность полученного продукта 270 мф/г.П р и м е р 2. В лабораторный герметичный реактор помещают 10 г аэросила марки Ас удельной поверхностью 280 м /г, содержащего на поверхности хлорметилметилметоксисилильные группы 0,32 ммоль/г ), и 2,5 г имидазола. Создают вакуум порядка 1 10 мм рт, ст., нагревают смесь до 300 С, поддерживая этуОптимальность выбранных границ температурного интервала и весового соотношения кремнезем: имидазол подтверждают следующие примеры,П р и м е р 5. В лабораторный герметичный реактор загружают 10 г аэросила, содержащего на поверхности хлорметилметилхлорсилильные группы концентрация 0,32 ммоль/г), и 1 г имидазола. Создают вакуум по. рядка 1 10 мм рт, ст. и нагреваютосмесь до 90 С, поддерживая эту температуру в течение 1 ч. После этого при этой же температуре откачивают пары непрореагировавшего имидазолапобочные продукты реакции, Полученный модифицированный кремнезем 50 55 60 65 температуру в течение 1 ч, Послеэтого при этой же температуре откачивают пары непрореагировавшего имидазола и побочные продукты реакции.Полученный модифицированный имидазо 5 лом кремнезем охлаждают до комнатнойтемпературы и выгружают,Содержание приВитого имидазола0,30 ммоль/г. Удельная поверхностьполученного продукта 280 м /г.10 П р и м е р 3. В лабораторныйгерметичный реактор загружают 10 гаэросила Ас удельной поверхностью 280 м/г, содержащего на поверхности иодметилметилметоксиси 15 лильные группы .0,32 ммоль/г ), и34 г имидазола. Создают вакуум порядка 1 10мм рт. ст, и нагревают смесь до 300 С, поддерживая этутемпературу в течение 1 ч, Послеэтого при этой ке температуре откачивают пары непрореагировавшего имидазоЛа и побочные продукты реакции,Полученный модифицированный имидазолом кремнезем охлаждают до комнатнойтемпературы и выгружают.Содержание привитого имидазола0,30 ммоль/г. Удельная поверхностьполученного продукта 2 б 5 м 2/г.П р и м е р 4. В лабораторныйЗ 0 герметичный реактор помещают 10 гаэросила марки Ас удельной поверхностью 280 м/г, содержащего наповерхности иодметилметилэтоксисилильные группы (0,32 ммоль/г), и5,0 г имидазола. Создают вакуум порядка 1 10 мм рт. ст. и нагреваютдо 400 С, поддерживая эту температуру в течение 1 ч. После этого приэтой же температуре откачивают парынепрореагировавшего имидазола и побочные продукты реакции. Полученныймодифицированный имидазолом кремнезем охлаждают до комнатной температуры и выгружают.Содержание привитого имидазола45 0,32 ммоль/г аэросила. Удельная поверхность полученного продукта280 гР/г.=- Ы-6-й" 1 ла С Составитель В. НазаровРедактор О. Персиянцева Техред М.Гергель Корре к тор М. лароши Подписное Заказ 9595/29 Тираж 509 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Жр Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 охлаждают до комнатной температурыи выгружают.Полученный препарат не содержитпривитых молекул имидазола,П р и м е р б, В лабораторныйгерметичный реактор помещают 10 г5аэросила, содержащего на поверхности хлорметилметилхлорсилильные группы гконцентрация 0,32 ммоль/г/, и1 г имидаэола. Создают вакуум по-рядка 1 10 мм рт. ст. и нагреваютсмесь до 420 С, поддерживая эту температуру в течение 1 ч. После этогопри этой же температуре откачиваютпары непрореагировавшего имидазолаи побочные продукты реакции. Полученный модифицированный кремнеземохлаждают до комнатной температурыи выгружают,Полученный препарат не содержитпривитых молекул имидазола. 20П р и м е р 7. В лабораторныйгерметичный реактор загружают 10 гаэросила, содержащего на поверхности хлорметилметилхлорсилильные группы ( концентрация 0,32 ммоль/г ), и250,9 г имидазола. Создают вакуум порядка 1:10" мм рт. ст. и нагреваютсмесь до 100 С, пОддерживая эту температуру в течение 1 ч. После этогопри этой ке температуре откачиваютпары непрореагировавшего имидазолаи побочные продукты реакции. Полученный модифицированный кремнеземохлаждают до комнатной температурыи выгружают. 35Полученный препарат не содержитпривитых молекул имидазола,П р и и е р 8. В лабораторныйгерметичный реактор помещают 10 гаэросила марки Ас удельной поверхностью 280 м /г, содержащего наповерхности иод етилметилэтоксисилильные группы (0,32 ммоль/г аэросила), и 6,0 г имндазола. Создают ва"2.куум порядка 1 10 мм рт. ст. и нагревают смесь до 400 С, поддеркиваяэту температуру в течение 1 ч. После этого при этой те температуре откачивают пары непрореагировавшегоимидазола и побочные продукты реакции. Полученный модифицировайный ими Одазол кремнезем охлаждают до комнатной температуры и выгружают. Полученный препарат содержит при 1 витые молекулы имидазола, но не более чем 0,32 ммоль/г,Таким образом, предлагаемый способ модифицирования дисперсных кремнеземов имидазолом позволяет сохранить удельную поверхность в полученном продукте на уровне исходного кремнезема, а также упростить процесс модифицирования, исключив ста; дию отмывки побочного продукта Органическими растворителямй. 1. Способ модифицирования высокодисперсного кремнезема, включающий обработку его имидазолом при повыщенной температуре, о т л и ч а ю -. щ и и с я тем, что, с целью упроще" ния способа при сохраНении удельной поверхности кремнезема, обработку проводят в вакууме при 150-400 С и весовом соотношении кремнезем:имидазол 10:( 1-5),2, Способ по п. 1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что в качестве кремнезема используют кремнезем, содержащий поверхностные соединения общей формулыгде й и й - На 1, С, Н, СН 0;На 1 - Р, С 1, ьг,Н я.3 б 1и = 1-5,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Вцгые 11 й.1., Моб 1 У 1 еб з 111 саде 1 ь аь абьогЬепс 5 апб сайа 1 уьсь.СЬеп ТесЬпо 1", 1974, Р б, р. 370- ф377.2. 1.еа О., Апбегзоп 0, ., Роивап й.С Эаьо 1 о Г., Вцгие 11 й.1йечегь 1 Ь 1 е абаогрс 1 оп оГох 1 беп опь 111 са Яе 1 поб 111 еб Ьу ал 1 баго 1 еайсасЬеб бгоп сесгарЬепу 1 рогр 1 уг 1 п;ц 1, Аг 1 ег. СЬеп. Бос., 1975, ч. 97,Р 18, р. 51"5-5129.