Способ получения сшитых полимерных сорбентов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 5 ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССРОПИСАН Й НОМИТЕТИ ОТНРЫТИЯМ ТЕЛЬСТВУ АВТОРАДИО ния является увй емкости и упния сорбентов,В стеклянный р Целью изобрете личение сорбционн ние способа получПример 1. тор помещают 50,0 ак- иас г вазелинов(71) Институт нефтехимического синтеза им. А.В,Топчиева(56) Салдадзе К.М. и др. Комплексообразующие иониты (комплекситы). М,: Химия, 1980, с.336.Пашков А.В, и .др. Химически активные полимеры и их применение. М.: Химия, 1969, с.34-38.Авторское свидетельство СССР М 980412, клС 08 Р 230/04, 1980. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СШИТЫХ ПОЛИМЕРНЫХ СОРБЕНТОВ(57) Изобретение относится к области получения трехмерных сополимеров в виде частиц сферической формы, обладающих высокой ионообменной и комплексообразующей способностью, котоИзобретение относится к полученитрехмерных сополимеров в виде частисферической формы, обладающих высокионообменной и комплексообразующейспособностью. Такие сополимеры могуприменяться для извлечения из воднырастворов катионов переходных металлов, а также ряда металлов, обладающих аморфными свойствами, в формеанионов. 51)5 С 08 Р 289/00, 220/54, 226/В 01 рые могут применяться для извлечения из водных растворов катионов переход ных металлов, а также ряда металлов, обладающих амфотерными свойствами, в форме.анионов. Получение сорбентов осуществляют путем сшивания водорастворимых полимерных четвертичных:Г lсолей М,И -диалил-И,М -диметиламмония сшивающим агентом - 1,1 -метиленбисакриламидом в эмульсии типа во да в масле при концентрации полимера 25-55 мас.3 в водном или водно- спиртовом растворе, содержащем 68 100 мас.3. Концентрация сшивающего агента составляет 1,64-2,75 мас.Ф. Смесь перемешивают со скоростью 200- 370 об./мин. Это позволяет увеличить сорбицонную емкость сорбентов до 7,07 мэкв/г по ионам Си 2, до 2,38 мэкв/г по ионам Со + до 2,71 мэке/г по ионам Мд , а также упростить процесс получения сорбентов. 2 табл. ла, 0,11 г моноолеата сорбината и (;ф0,051 г персульфата аммония, перемешивают со скоростью 200 об/мин; добав- ры,ляют смесь, состоящую из 4,10 г поли 1И,И -диаллил-И,М -диметиламмоний хлорида (ПДМДААХ), растворенного в0,90 мл дистиллированной воды, и0,205 г М,И -метиленбисакриламида р (МБАА), растворенного в 2,50 мл водно"метанольного раствора (обьемное соотношение растворителей 1: 1). Про водят реакцию при постоянном перемешйвании в токе азота в течение 5 ч при 70 С. После охлаждения реакционной массы образовавшиеся гранулы от 1595851деляют фильтрованием, промывают гексаном, сушат,Получают сшитый ПДМДААХ со степеньюсшивки 5,1 Ф и выходом 86, Среднийразмер гранул 2,04+0,08 мм. Коэффи 5циент набухания 2,44.Полная обменная емкость в статических условиях (ПОЕ), мэров/г: по 0,1 н,НБО 6,6; по 0,1 н, МаМоО 4,6.10П р и м е р 2. Процесс осуществляется аналогично примеру 1, разЛичиясостоят только в концентрации полимера и применении силиконового маславйесто вазелинового. В реакции используют 3 г ПДМДААХ, растворенногов 2 мл дистиллированной воды,Получают сшитый ПДИДААХ со степенью сшивки 7,2 и выходом 82.Средний размер гранул 1,48+0,05,коэффициент набухания 1,83. ПОЕ по0,1 н, НфО 5,9 мэкв/г.П р и м е р 3. Процесс осуществляется аналогично примеру 1, разли"чия состоят. только в концентрацииполимера. (1,86 г ПДМДААХ растворенов 3,14 мл дистиллированной воды) ииспользованном поверхностно-активномвеществе (монолаурат сорбината 0,11 г).Получают сшитый ПДМДААХ со степенью сшивки 11,54 и выходом 853.Средний размер гранул 0,73+0,05 мм,КоэФФициент набухания 1,32, ПОЕ по0,1 н. НБО+ 5,1 мэкв/г.Сорбционная емкость из 0,1 н.растворов хлоридов металлов (СЕ)по Сц 2- 6,17 мэкв/г.П р и м е р 4. Процесс осуществляется аналогично примеру 1, различиесостоит только в концентрации полимера. В реакции используют 3,012 гПДМДААХ, растворенного в 4,5 мл дистиллированной воды.Получают сшитый ПДМДААХ со сте"пенью сшивки 7,151 и выходом 821.Средний размер гранул полимера .0,881+0,05 мм, коэффициент набухания 1,98,П р и м е р 5. Процесс осуществляется аналогично примеру 1, различиесостоит только в концентрации полимера. В реакции используют 10 г40-ного водного раствора ПДМДААХ. Получают сшитый ПДМДААХ со степенью сшивки 5,01 и выходом 926. Средний размер гранул 1,05+0,05 мм, коэффициент набухания 2,71 ПОЕ по 0,1 н. НБО 7,2 мэкв/г, по 0,1 н, НьРО 7,8 мэкв/г.В П р и м е р 6. Процесс осуществляется аналогично примеру 1, различиесостоит лишь в том, что в маслянуюфазу добавляют смесь, состоящую иэ5 г 40-ного водного раствора ПДМДААХ,в котором растворено 0,.141 г МБАА.Получают сшитый ПДМДААХ со сте"пенью сшивки 7,й и выходом 82.Средний размер гранул 0,82+0,05 мм,коэффициент набухания 1,45, ПОЕ по0,1 н. НБО 5,5 мэкв/г.П р и м е р 7. Процесс осуществляется аналогично примеру 1, различиятолько в том, что в реакции используют 3 г поли-И,Б -диаллил-И,Н -ди 1метиламмоний Фосфата (ПДМДААФ), растворенного в 2 мл дистиллированнойводы, и в качестве ПАВ применяют0,12 г моностеарата сорбитана.Получают сшитый ПДМДААФ со сте-пенью сшивки 9,9 Ф и выходом 89.Средний размер гранул 1,3+0,05 мм,коэффициент набухания 1,47, СЕ поСц 27,07 мэкв/г, по Со 22,38 мэкв/г,по И 12 2,71 мэкв/г.П р и м е р 8, Процесс осуществляется, аналогично примеру 1, различиясостоят в том, что используют 5 г400-ного водного раствора ПДМДААХ,причем скорость перемешивания280 об/мин,Получают сшитый ПДМДААХ со степенью сшивки 10,74 и выходом 884.Средний размер гранул 0,49+0,03 мм,коэффициент набухания 1,44, ПОЕ по0,1 н. НфО 5,5 мэкв/г, СЕ по Сц 26,31 мэкв/г.П р и м е р 9. Процесс осуществляется аналогично примеру 1, различиясостоят в концентрации полимера (5 г404-ного водного раствора ПДМДААХ)и скорости перемешивания (370 об/мин),Получают сшитый ПДМДААХ со степенью сшивки 10,7 ь и выходом 861.Средний размер гранул 0,21+0,03 мм,коэффициент набухания 1,60, ПОЕ по0,1 н. Н,2 БО 5,9 мэкв/г, СЕ по Сц6,77 мэкв/г.Влияние условий получения сшитого1полимерного сорбента на размер гранули набухаемость в воде приведено втабл. 1.В табл. 2 приведено сравнение ионообменной и комплексообразующей способности ионитов, полученных по предлагаемому и известным способам.Для того, чтобы показать, что всшивании принимают участие концевыеПолимер При"мер Массовое соот ношение спирт ;вода СкоСтепе сшивк Коэффициентнабухания Среднийразмергранул,мм нь ростьперемешиванияоб./мин и Полимер МБАА Раство"ритель 55,0 40,24 25,00 30,21 32,12 38,90 40,24 26,82 2682 2,75 2,75 2,75 2,06 1,64 2,75 2,75 2,75 275 2,04+0,08 2,44 1,48 т 0,05 1,83 073+005 1,32 0,88+0,05 1,98 105+0,05 2,71 0,82 т 0,05 1,45 1,30 т 005 1,47 0)491003 1,44 0,21+0,03 160 42,25 57,01 72,25 67,72 66,24 58,35 57,01 70,42 70,43 пдидддхпдидддфПДИДААХ2,38 5 15958Ъ двойные связи полимерных четвертич" ных солей М,И -диаллил-М,И-диметил" аммония, была проведена сополимеризация ПДИДААХ с акриламидом.П р и м е р 10. В 5 г 40"ного вод 5 ного раствора ПДМДААХ растворяют 0,130 г акриламида и 0,0066 г персульфата аммония. Проводят реакцию сополимеризации в токе азота в течение 5 ч при 70 С.Сняты спектры ЯМР фьС и Н полученного образца. В спектрах ЯИР не обнаружены сигналы, относящиеся к остаточным двойным связям.15 1 Для сравнения сняты ЯИР-спектры404-ного водного раствора ПДИДААХ,в котором обнаружено наличие сигна-лов: в С ЯИР-спектре с хим.сдвигами бс 125,2 и 129,7 м,д а в спектре йН (100 накоплений) с хим.сдвигом дв 5,55-6,30, Эти сигналы свидетельствуют о наличии в исходномрастворе ПДИДААХ концевых двойных 25СН =СН-связей,Таким образом, применение предложенного способа позволяет увеличить 16сорбционную емкость полученных сорбентов и упростить процесс получения сорбентов за счет исключения ряда сложных в аппаратурном оформлении стадий,формула изобретения Способ получения сшитых полимерных сорбентов, включающий сшивание полимеров дивинильным сшивающим агентом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения сорбционной емкости и упрощения способа получения сорбентов, в качестве полимеров используют водорастворимые полимерные четвертичные соли К,Н -диаллил-И,М- диметиламмония, в качестве сшивающего агента - И,Я -метиленбисакрил 1амид, сшивание осуществляют в эмульсии типа вода в масле при концентрации полимера 25-55 мас.ь в водном или водно-спиртовом растворе при массовом соотношении спирт - вода 0,13- 0,46: 1, концентрации сшивающего агента 1,64-2,75 мас.ь при перемешивании .смеси со скоростью 200-370 об/мин.1595851 Продолжение табл. 21 СЕ, мэкв/г Ионит Сц 2+ Со 2+ . ц 12+5,5 6,3159 6,77 2,00 гф 19 4,8 Составитель Г, РусскихТехред М,Дидык Корректор С.Чернив Редактор Л.ВеселовскаяЗаказ 2886 Тираж 430 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по. изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул.Гагарина, 101 8 9 По прототипуАВ АНАН37,186,20 5,85