Способ получения фосфоновокислотных полиэлектролитов

3 9995Цель изобретения - увеличение ем"кости по ионам переходных и тяжелыхметаллов, упрощение технологии синтеза и повышение выхода целевых продуктов,5Поставленная цель достигается тем,что в способе получения фосфоновокислотных полиэлектролитов Фосфорилированием полимеров треххлористым фосфором в присутствии хлористого алюминияс.последующим гидролизом и окислениемполуценного соединения в качестве ис"ходных полимеров используют сополимеры стирола с бензонитрилом и Фосфориолирование проводят при 60-70 С в течение 6-8 ц при мольном соотношении.сополимер:треххлористый Фосфор:хлористый алюминий, равном 1:3-5:0.15-0,2.Для синтеза используют сополимеры 20стирола с бензонитрилом различногосостава (87:17,77; 23,50:50,5-25;90:10), Образцы.с более высоким содержанием Фосфора (12,5-13, 13) получе;-,ны для сополимеров с содержанием бензонитрила не более 17-23 мас,3,.Способ получения полиэлектролитовосуществляют. следующим образом,К раствору сополимера стирола сбензонитрилом в диметилформамиде добавляют при 60-70 С избыток треххлористого фосфора, Реакцию ведут в при"сутствии хлористого алюминия в тече"ние 6-8 ц при мольном соотношении са"полимер: РС 1. А 1 С 1, равном 1:35:0,15-0,2, Продукт реакции гидролизуют и окисляют 253-ным водным растворомНИО, Для очистки и перевода ионитав Н 1-Форму водный раствор полимерапропускают последовательно через колонки с анионитом АВв ОН-Форме икатионитом КУв Н -форме. Для ис+следования структуры и состава ионитаполимер высаживают в этиловый или ме/гиловый спирт, образовавшийся темнокоричневый порошок сушат до постоян"ного веса в вакуум-сушильном шкафу при50-60 С определяют элементнь 1 й состав,статическую обменную емкость СОЕ) по0,1 н, раствору ИаОН, сорбционную 50способность по. ионам тяжелых и драгоценных металлов, снимают ИК-спектры,Продукт реакции содержит 11,8"13,13 Р,СОЕ по 0,1 н, раствору МаОН 7,38,7 мг-экв/г. В ИК-спектрах Фосфорсодержащего ионита присутствуют полосыпоглощения валентных колебаний Р = Освязи в области. 1190 см-и Р - ОН 354групп - 1020 - 1040 и 960 см . Сорбци.онная способность по ионам ряда ме-,таллов представлена в таблице.П р и м е р 1, В трехгорлый реактор, снабженный термометром, механической мешалкой и обратным холодильником, загружают 50 г сополимера стиролас бензонитрилом, растворенного в1500 мл диметилформамида (ДМФА), Ре.акционную смесь нагревают до 70 С, добавляют 12,5 г А 1 С 1 и 170 мл РС 1 з(мольяое соотношение сополимер : РС 1.А 1 С 1 = 1:4:0,2) и перемешивают втечение 6 ц. Продукт реакции гидролизуют. и окисляют 253-ным,водным раствором азотной кислоты, затем водныйраствор полимера последовательно пропускают через колонки с анионитомАВв ОН -форме и катионитом КУ в Н -Форме, Сополимер растворяется вводе и органических растворителях термически устойчив на воздухе до 220 С,Определяют элементный состав, снимаютИК-спектры, СОЕ по 0,1 н, растворуИаОН и ионам различных металлов, Основные показатели ионита:Содержание Р.12,33,СОЕ,крон 83 мг-экв/гСОЕсз+1,23 мг-экв/гСОЕрм 2,31 мг-экв/гСОЕю 2,б мг-экв/гСОЕ 1 цз+0,98 мг-экв/гСОЕ д+1,3 мг-экв/гП р и м е р 2. Способ осуществляютпо примеру 1 при мольном соотношениисополимер: РС 1АСС 1 = 1:5:0,15. Реакцию ведут в течение 7 ц при 60 С,:Полученный продукт обрабатывают попримеру 1 Содержание Фосфора в полимере 11 83СОЕи,юк 7 мг-экв/гСО Е цо + 21 мг-экв/гСОЕр+ 0,89 мг-экв/гСОЕс ь+ 1,05 мг-экв/гСОЕрз 2,03 мг-экв/гТермическая устойчивость 220 С,П р и м е р 3, В трехгорлый реактор загружают 80 г сополимера, растворенного в 2400 мл ДМФА, и при 70 Сдобавляют 20 г А 1 С 1 и 272 мл РС 1,перемешивают в течение 8 чРеакциюпроводят при мольном соотношении сополимер: РС 1. А 1 С 1= 1."3:0,17, Обработ,ку продукта осуществляют по примеру 1,Содержание Фосфора в ионите 13,1/СОЕяаюн 87 мг-экв/г,СОЕ с+ 1,25 мг-экв/г,999535 е е ав а а а а е Условия Содержа ниереакции Р, 3 Количество сорбированного йона металла, мг на 1 г сухой см,СОЕ поНаОН ПОИ Рг С 1 1.а Ая 70 фс,6 ч 693. 286,4 231,1 114,6 12,3 60 С,6 ц 104,1 527 251, 7 197,4 11,8 70 С,.8 ч 8,7 715 295,1 235,2 13,1 Техред А,Кравчук Редактор М, Ленина Корректор И. Зрдейи Заказ 1312 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,01 СОЕ рм 2,38 мг-экв/г,СОЕ цр. 2,85 мг-экв/г,СОЕпз 0,99 мг-экв/г,СОЕ А 1,2 мг"экв/г,Термическая устойчивость 220 С.Известные промышленные иониты Кфни Кфиз-за трехмерной структурымакромолекул и, следовательно, плохойдоступности ионогенных групп обладают 0низкой скоростью обмена. Так, для достижения равновесия между растворомсорбируемого металла и смолой необходимо выдерживание растворов в течение15,дней при 60 С, затем прикомнатнойтемпературе в течение 2 месяцев,Кроме того, для успешного протека. ния процесса в случае трехмерных сополимеров необходимо предварительное вйдерживание их в среде органическихрастворителей, что вредно для такихпроизводств, как очистка антибиотиков,витаминов и других веществ, Кроме то"го, это усложняет технологическиепроцессы получения ионитов,В отлицие от известных фосфорсодержащих ионитов сорбция ионов металлов синтезированными водорастворимыми полимерами протекает в течение 10-15 мин сопровождаясь выпадением комплекса в осадок, Кроме того, они обладают повышенной термической устойчивостью (до 220 ОС) по сравнению с фосфорсодержащи" ми ионитами на основе полистирола.