Сшитый сополимер стирола и дивинилбензола, содержащий хромогенную группу в качестве рн-индикатора среды для визуального контроля

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУ БЛИН 19) (11 А МИТЕТ СССРИЙ И ОТНЯТИЙ ОСУДАРСТ ВЕННОЙ О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТ Уссс ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 0 0 -СНСООНси соон СЧСООН 21снсООн И Н В С0 Г СН -2(54) СШИТЬЙ СОПОЛИМ 1 Р СТИРОЛА И ДИВИНИЛБ 1 НЗОЛА, СОД 1 РЖАЬИЙ ХРОМОГ 1 ННУЪЭГРУППУ В КАЧЕСТВЕ РН-ИНДИКАТОРА СР 1 ДЫ ДЛЯ ВИЗУАЛЬНОГО КОНТРОЛЯ(57) Изобретение относится к химииполимеров и может быть использованодля создания рН-индикаторов визуального контроля, что достигается новойструктурой сшитого макропористогосополимера общей формулы где в=0,08-0,348 моль; п=0Ою 255 моль; Е=О,060-0 ф 3081=0,273-0,575 моль и где НИзобретение относится к химии полимеров, а именно к макропористому сшитому сополимерутирола и дивинилбензола, содержащему хромогенную груп пу, который может быть использован в качестве рН-индикатора для визуального контроля концентрации ионов во дорода.фЦель изобретения - создание сшито го сополимера стирола и дивинилбензола с хромогенными группами в качестве рН-индикатора для визуального контроля.Макропористые сшитые сополимеры указанной структуры в литературе не описаны, свойства их неизвестны.В качестве веществ с хромогенными группами используют фенолфталеин, бромтимоловый синий бромфеноловый, 20 синий и ксиленоловый оранжевьпл.П р и м е р 1. В трехгорлую колбу с мешалкой и обратным холодильником помещают 15 г (0,098 моль) гранульного хлорметилированного сополимера 25 стирола и дивинилбензола (структуры: :стирола 34,8 мас.7. дивинилбензола 8,2 мас.7, и-хлорметилстирола 573 синтина-порообразователя 1003 от суммы мономеров), добавляют раствор по таша и фенолфталеина в 100 мл (50 мл диметилформамида, 40 мл этилового спирта и 10 мл дистиллированной воды), поташа 21 г .(0,15 моль), Фенолфталеина 15 г (0,047 моль), Вводят 0,75 г (0,003 моль) катализатора бензилтри 35 этиламмония хлористого и 0,7 г (0,007 моль) гидросульфита натрия Реакционную смесь перемешивают при090-95 С в течение 8 ч, Охлаждают до 40 комнатной температуры, промывают во" дой и этиловым спиртом Полученный рН-индикатор в Н -Форме .имеет белыйцвет, рН7,98, в Ба -Форме - ярко- малиновую окраску, рН9,2, Имеет следующий элементный состав (в расчете на сухое вещество), Ж: С 81,95:"- +Оф 02; Н 5640 э 01 О 10 э 88+Оь 01 С 1 1,53 ф 0,01 (при К 1 в общей Формуле). Сшитый сополимер 1 лмеет состав: ш=0,348; п=0,082; 1 с=0,175; 1=0,395.П р и м е р 2. Все операции проводят как в примере 1 используя сополимер состава, Ж: стирал 28,0; дивинилбензол 8,2; и-хлорметилстирол 63,8, получают сополимер состава: ш=0,280; п=0,0082; 1 с=0177; 1=0,461.П р и м е р 3, Все операции проводят как в примере 1, используя исходный.сополимер состава,: стирол31,4; дивинилбензол 8,2; п-хлорметилстирол 60,4, получают сополимер состава: ш=0,314; п=0,082; 1 с=О, 176;1=0,428,П р и м е р 4. В трехгорлую колбус мешалкой и обратным холодильникомпомещают 10 г (0,098 моль) гранульного хлорметилированного сополимерастирола и дивинилбензола структуры,приведенной в примере 1. Добавляютраствор поташа и бромтимолового синего в 100 мл (50 мл диметилформамида,45 мл этилового спирта, 5 мл воды),поташа 14 г (О, 1 моль), бромтимолово"го синего 5 г (0,008 моль), Вводят0,5 г (0,0022 моль) бензилтриэтиламмония хлористого и 0,7 г (0,007 моль)гидросульфита натрия. Реакционнуюсмесь перемешивают и нагревают до 85 о90 С, выдерживают при этой температуре 6 ч. Обрабатывают, как описанов примере 1, Полученный индикаторв Н "Форме имеет желтый цвет, рН+4,6, в Ыа -Форме - ярко-синий,рН6,24. Элементный состав (в расчете на сухое вещество), Х: С 58,86110 э 02 ф Н 504+Ов 01 0 10 э 29 ЫО 1 еС 1 1,160,01; Вг 20,54+0,02 (приК 111 в общей формуле). Состав сополимера: ш=0,348; п=0,082; 1=0,285;1=0,285. 8=4,11 л 0,01.П р и м е р 5. Все операции проводят как в примере 4, используя исходный сополимер состава примера 1.Получают сополимер состава: ш=0,280;п=0,082; 1 с=0,295; 1=0,343.П р и м е р б. Все операции проводят как в примере 4, используя сополимер ш=0,314; п=0,082; с=0,604.Состав конечного сополимера: ш=0,3 14;п=0,082; 1 с=0,290; 1=0,314.1П р и м е р 7. В трехгорлую колбус мешалкой и обратным холодильникомпомещают 10 г (0,096 моль) гранульного хлорметилированного сополимерастирола и дивинилбензола структуры,указанной в примере 1. Добавляют 14 г(0,1 моль) поташа, 5 г (0,013 моль)ксиленолового оранжевого, 50 мп диметилформамида, 40 мл этилового спирта,10 мл воды, вводят 0,5 г (0,0022 моль)бензилтриэтиламмония хлористого и0,7 г (0,0067 моль) гидросульфитанатрия, Реакционную. смесь перемешиовают и нагревают до 90 С, выдерживаяпри этой температуре 8 ч. Обрабаты13920 45 вают, как описано в примере 1, Полученный рН-индикатор в Н -форме имеет ярко-оранжевую окраску, рН 7 и фиолетовую окраску в Ыа -форме, рН 7, Элементный состав (в расчете на сухое вещество), Е: С 61,24+0,02; Н 5,22+ +0,01; О 25,18+0,01; С 1 1,09+0,01;8=3,88+0,01; Н 3,39 ф 0,0 1 (К 11 в общей Формуле). 10Сополимер имеет состав: ш=0,348; п=0,082; 1=0,297; 1=0,273.П р и м е р 7. Все операции проводят как в примере 7, получают сополимер состава: в=0,280; п=0,082; Е= 15 , =0,308; 1=0,330.П р и м е р 9. Все операции проводят как в примере 7, используя сополимер состава: ш=0,314; п=0,082; Е=0,604. Получают сополимер состава: 20 ш=0,3 14; п=0,082; 1 с=0,303; 1=0,301.П р и м е р 10. В трехгорлую колбу с мешалкой и обратным холодильником помещают 10 г (0,098 моль) гранульного хлорметилированного сополимера 25 стирола и дивинилбензола структуры, указанной в примере 1. Добавляют 50 мл диметилформамида, 45 мл этилового спирта, 5 мл воды, 14 г (О, 1 моль) поташа, 5 г (0,0075 моль) бромфенолового синего, 0,5 г (0,0022 моль) бензилтриэтиламмония хлористого и 0,7 г (0,007 моль) гидросульфита натрия. Реакционную смесь перемешивают и нагревают до 80-85 С, выдерживают при35 этой температуре 8 ч. Обрабатывают как описано в примере 1. Полученный рН-индикатор имеет ярко-синюю окраску до рН 2,1, в интервале рН 1,95- 1,4 - зеленую и при рН1,3 - желтую, 40 Элементный состав (в расчете на сухое вещество), 7: С 43,75+0,02; Н 2,57 ф ф 0,01; О 9,72+0,01; Б 3,9+0,02; Вг 38,8+0,02; С 1 1,09+0,01 (К 17 в общей формуле). Сополимер имеет состав: ш=0,348; п=0,082; 1 с=0,295;1=0,275.П р и м е р 11. Все операции проводят как в примере 10, получают сополимер состава: ш=0,280; п=0,082;1 с=0,307; 1=0,331.П р и м е р 12. Все операции проводят как в примере 10, используя сополимер с ш=0,314; п=0,082; 1=0,604, Получают сополимер состава: ш=0,314; п=0,082; 1 с=0,301; 1=0,303.П р и м е р 13. Все операции проводят как в примере 1, используя ис ходный сополимер состава: ш=0,151; 73 4в=0,255; 1=0,594. Получают сополпмер с К 1 состава; та=0,151; п=0,255;1=0,060; 1=0,534.П р и м е р 14. Все операции проводят как в примере 4, используя бромтимоловый синий. Получают сополимер состава: в=О, 15 1; п=0,255; 1 с= =0,181; 1=0,413.П р и м е р 15, Все операции проводят как в примере 1, используя исходный сополимер состава: ш=0,080;п=0,255; 1=0,665. Получают сополимер состава: ш=0,080; п=0,255; 1=0,090;1=0,575.П р и м е р 16. Все операции проводят как в примере 10, используя бромтимоловый синий. Получают сополимер состава: ш=0,151; п=0,255; 1 с=0,211;1=0,454.П р и м е р 17. Все операции проводят как в примере 1, используя ис- . ходный сополимер состава: й=0,115; п=0,255; Е=О;630. Получают сополимер с К 1 состава: в=О, 115; п=0,255;1.=0,075; 1=0,555.П р и м е р 18, Все операции проводят как в примере 17, используя бромтимоловый синий. Получают сополимер состава: в=0,115; п = 0,255; Е = =0,196; 1=0,434.П р и м е р ы 19-22. 1 г рН-индикатора с ярко-малиновой окраской, полученного, как описано в примере 1,помещают в стеклянную трубочку длиной 5 см, диаметром 0,5 см, закрывают ватным тампоном с обоих концови пропускают растворы соляной кислоты различной концентрации с помощьюдозирующего насоса.Результаты эксперимента приведеныв табл. 1,П р и м е р ы 23-26.г рН-индикатора, полученного, как описано в примере 1, помещают в стеклянную трубочкудлиной 5 см, диаметром 0,5 см, закрывают ватным тампоном с обоих концов и пропускают растворы аммиакаи щелочи различной концентрации с помощью дозирующего насоса.Результаты эксперимента приведеныв табл. 1.П р и м е р ы 27-29. 1 г рН-индикатора с ярко-малиновой окраской, полученный, как описано в примере 1, помещают в стеклянную трубочку, как описано выше, и пропускают растворы,СООН 2 2С 80 О а из о о р ени ополимер стироласодержаций хрй формулы дивиннуеО Сшитыи нилбензола группу, об омо 3)(снгде п=0,080п=0,0821 с=0,0601=0,273 48 моль;55 моль;08 моль;75 моль; среды соляной кислоты в диоксане различной концентрации.Результаты эксперимента приведены в табл. 2,Полученные гранупьные рН-индикаторы обладают интенсивной окраской яркой, удобной для визуального пользования, высокой механической проч" ностью (952), что обусловлено свойствами используемых сополимеров, стабильной обратимостью цвета в агрессивных средах за счет прочной ковалентной связи хромогенного реагента с сополимером и химической стабиль" ности самого сополимера в агрессивных средах. о,ВЗ 1 О в качестве рН-индикат визуального контроля.Окраска рН исследуемого Время зменея раствора уемым аство 19 ЯркЬ 7,05% Светло 26 013/ озоваяелая 2 -7 иоксане -0,01 н. 3,3 малиновая ела елая блица Н иссле-, Вреь раска инкатора я коа с я изри дуемоготак е краскиндикато следуем растром, мин после кон такта с р аствора мыствором о р 35%-ная Н ми 0 Желт кр ашив ние раствора не гнн о су оисходи его,вого синя Исходная окраскполимерного индикатора Исследуемыи индикатор его исходная окраск ополи груп ромфеИсследуемый раствор, пропускаемыйчерез полимерныйиндикатор Концентраци исследуемого раствора Концентрацияисследуемогораствора0,1 н.1,0 н. ндикато а после онтакта исслеокраски полимер ного ин дикатора, мин1392073 10 Продолжение табл.2 1 мин 30 (сравнительный) рН - бумагауниверсальная индикаторная (ТУ6-09-118176)Сополимерс группамибромфенолового синего, синяярН - бумагауниверсальная (ТУ6-091181-76)Сополимерс группамифенолфталеина,белаяСополимерс группамифенолфталеина,малиноваярН-бумагауниверсаль-.ная (ТУб"09-118176) Малиновая Растворокрасился,бумага растворилась 12 17%-ная НС 1 0,1М 1 минсут10 сут Желтая 11 Окрашивания раствора не происходитРастворокрасилсяв малиновый цвет 31(сравнительный) 1-2 мин Белая 0,1 Пары аммиака, 20 Спарц. давл.600 ммН 1-1,5 мин Малино- вая 3 Кислот мин Белаяное число0,05 Хладон+ 5 мас.7 Окрашивание смеси холодильного масла не проис- ходит 32(сравнительный) Сутки Изменения Сутки окраскибумаги непроисходит Составитель В,ПоляковаРедактор Н.Киштулннец Техред М.Ходанич Корректор С.Ыекмар Заказ 1866/29 Тираж 434 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4