Способ получения ионообменных мембран

(и 907023 Сотоз СоветскииСоциалистическихРеспублик ОП ИОАН ИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5 В)М. Кл.С 08 Х 5 рисоединением заавк 3 Ъоудар ком ите 3)Приорите СССРа дедаи изобре Опубликовано 23.02,82. Бюллетень,% 3) УДК 6 183 открытии123 (088 опубликования описания 25.02.82нова хской СС их наук А тут хим 7) Заявит СОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИОНООБМЕННЫХ МЕМБРАН 54 и элеиболе с овмешения сополик путепир рида с рас-120 С ина и винилиденхл ивинилхлорида пр ви тво о Изобретение относится к получениюмбран, содержаших ионогенные группы используемых для опреснения соленных и солоноватых вод, при очистке промышленных стоков, для концентрирования растворов кислот и шелочей и т.д.5Известен способ получения анионообменных мембран путем совмешения полиэтиленимина с эпихлоргидрином в поливиниловом спирте, целлофане,или бумаге 1.Недостатком данного способа является сложность получения сшитых полимерных материалов с регулярным и равномерным распределением поперечных связей в процессе аминирования эпихлоргидрина полиэтиленимином на поверхности активных вешеств из-за различной реакционной способности функциональных групп исходных соединений. лизким к изобретению являлучения ионообменных мемв течение 6 ч. Полученную массу отливают на гладкую поверхность и обрабатывают алкилируюшими агентами в течение 2 ч при 60 оС и сушат под ИК- светом. Получают мембраны с обменной емкостью около 2,8 мгкв/г 21,Недостатками известного способа являются многостадийность синтеза мем-. бран, сложность получения мембран с одинаковой активностью по толшине иза неравномерности распределения третичиых аминогрупп в сополимерах и длительность синтеза. Кроме того, синтезированные мембраны имеют низкую обменную ем - кость (2,8 мг-экв/г).Цель изобретения - упрошение процесса и улучшение физико-химических ктрохимических свойств мембран.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения ионнообменных мембран путем совмещения иоиогенных соединений с раствором поливинилхлорида при нагревании с последукьшим формованием пленки, в качестве907023 ионогенных соединений используют смесь полиэтиленимина с веществом, выбранным из группы, содержащей олигомер эпихлоргидрина с молекулярной массой 850- 950, хлорметилированный дифенилоксидформальдегидной олигомер с молекулярной массой 450-550 и фенил, 3 - хлопропоксисилан, и нагревание осуществляют при 30-80 С в течение 0,1-5,0 ч.Конденсацию исходных веществ про О водят в поливинилхлорице (ПВХ), растворенном в циклогексаноне. Полученную массу отливают на стеклянную пластину и сушат под ИК-светом. Реакцию получения мембран осуществляют при 40- 80 С в течение 0,1-5,0 ч. Полученные мембраны отличаются высокой обменной емкостью (3,4-5,5 мг-экв/г), прочностью при растяжении до 92 кгс/см, термической и химической стойкостью.20П р и м е р 1, В четырехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником, термометром и капельной воронкой, загружают 10,0 г олигомера эпихлоргидрина и 3,0 гполивинилхлорида, растворенных в 100 г циклогексанона. При перемешивании добавляют 5,0 г полиэтиленимина (соотношение олигомер-амин-ПВХ 2: 1:0,6 мас.ч. Конденсацию проводят при 50 С в течение 30 мин. По окончании реакции массу отливают на стеклянную пластину и высушивают под ИК-светом, затем протирают этиловым спиртом и переводят из С 1 -в ОН-форму последовательной 3 обработкой 4%-ными растворами НС 1 и М аОН и отмывают дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод.Статическая обменная емкость (СОЕ)40 мембран по 0,1 н. раствору НС 1 5,0 мг:-экв) г; удельное электросопротивление 46,5 Ом.см; прочность при растяжении 45 кгс/см; число переноса 0,91;45 коэффициент водопроницаемости 5,410 "4 см.с/г. П р и м е р 2. В колбу загружают 10,0 г олигомера эпихлоргидрина и 3,0 г поливинилхлорида, растворенных в 100,0 г циклогексанона и при интенсивном пе ремешивании добавляют 5,0 г полиэтиленимина (соотношение олигомер-амин- ПВХ 2: 1:0,6 мас.ч.). Конденсацию проводят при 80 аС в течение 10 мин. Даль- ф нейшую обработку продукта проводят по примеру 1.СОЕ5,2 мг-экв/г; удельное электросопротивление 45,9 Ом.см; прочность при растяжении 50 кгс/см число переноса 092 коэффициент водопроницаемости 593.0 смс/г.сю П р и м е р 3. В круглоцонную колбу загружают 10,0 г олигомера эпихлоргицрина и 5,0 г поливинилхлорица, растворенных в 100,0 г циклогексанона, и при интенсивном перемешивании вводят 5,0 г полиэтиленамина (соотношение олигомер-амин-ПВХ 2,0 1,0:1,0 мас.ч.) Конденсацию проводят при 80 С в гечение 10 мин. Отлив пленки и ее обработку проводят по примеру 1.СОЕ, 4,2 мг-экв/г удельное электросойротивление 101 Ом.см; прочность при растяжении 64 кгс/см; число переноса 0,81; коэффициент водопроницаемости 3,1.10 Р) см.с/г. П р и м е р 4. 44 г хлорметилированного дифенилокс идфор м альдегидногоолигомера и 19 г поливинилхлорида растворяют в 100 г циклогексанона и добавляют 44 г полиэтиленимина. Конденсацию проводят при 30 оС в течение 1 ч.Отлив пленок и их обработка осуществляется по примеру 1.СОЕ р 5,6 мг-экв/г; удельное электросопротивление 98 Ом,см; прочностьпри растяжении 92 кгс/см коэффициентводопроницаемости 2,8, 10 "ф см .с/г.П р и м е р 5. В круглодонную колбу загружают 23 г поливинилхлорида и43 г ( 1 моль) полиэтиленим ина, растворенных в 100 г циклогексанона. При интенсивном перемешивании по каплям добавляют 49 г (1 модуль) фенил,3-хлорпропоксисилана. Конденсацию проводятпри 80 С в течение 4 ч. Отлив мембрани их обработку проводят по примеру 1,СОЕ р 5,5 мг-екв/г; удельноеэлектросопротивление 25,6 Ом.см; прочность при растяжении 25 кгс/см; числопереноса 0,89; коэффициент водопроницаемости 3.1.10 " см,с/г,П р и м е р 6. В реакционный сосуд загружают 32 г (35 мас,к смеси реагентов) поливинилхлорида и 43 г (1 модуль) полиэтиленимина, растворенных в 120 г циклогексанона. В течение 0,5 ч добавляют 49 г (1 моль) фенил,3- хлорпропоксисилана, Конденсацию проводят при 80 С в течение 4,5 ч. Пленку отливают и обрабатывают по примеру 1.СОЕ ц 3,4 мг-вкв/г; удельное электросопротивление 112 Ом.см; проч5 907023 ность при растяжении ЗО кгс/см; число переноса 0,81; коэффициент водопроницаемости 2,1.10 " см.с/г.эСвойства полученных в примерах 1-4 к ионов представлены в таблице. 5 р Мембрана в известном ионите достаточно устойчива в растворах минеральных кислот (с концентрацией до 5 ) и щелочных растворах. В растворах окислителей (1 н. Н ХО и 10%-ная НО не устойчива. Предлагаемый способ позволяет получать ионитовые мембраны с высокими лектрохимическими свойствами, несколь о уступая известным в прочностных хаактеристиках, но перевосходят их в химической и термической стойкости.Совокупность свойств синтезированных анионообменнык мембран предполагант их использование в электродиализных установках при разделении ионов металлов и получении концентрированных кислот и щелечейСоставитель Г. РусскихТехред М. Надь Корректор Е, Рошко Редактор Г. Кацалап Заказ 514/32, Тираж 512 Подписное ВНИИ 11 И Государственного комитета СССР но делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 9 907023 10формула изобретения гидрина с молекулярной массой 850-950,хларметилированный дифенилоксидформальСпособ получения ионообменных мем- дегидный олигомер с молекулярной масбран путем совмещения ионогенных сое- сой 450-550. и фенил,3-хлорпроаоксидинений с раствором поливинилхлорида при З силан, и нагревание осуществляют принагревании с последующим формованием 30-80 фС в течение 0,1-5,0 ч,пленки, о; л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения процесса и улуч- Источннки информации,щения физико-химических и электрохими- принятые во внимание при экспертизеческих свойств мембран, в качестве ноно1. Патент Великобритании 14 824191,генных соединений используют смесь по- кл. 2/5/Р, опублик, 1959,лиэтиленимнна с веществом, выбранным 2. Патент франции Ь 2135610,из группы, содержащей олигомер эпихлор- кл, С 08 19/00, опублик. 1972.