AT223545B - Verfahren zur Herstellung stark saurer Kationenaustauscherharze - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung stark saurer
Kationenaustauscherharze 
Die Herstellung von stark sauren Kationenaustauscherharzen durch Sulfierung eines vernetzten Polymerisates oder Copolymerisates, bestehend aus einem oder mehreren Vinylaromaten und einem oder 
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 perlförmiges, mit Divinylbenzol vernetztesbekannt, die Sulfierung in Gegenwart eines Katalysators, z. B. Silbersulfat, durchzuführen. 



   Durch diese Verfahren ist es im Durchschnitt nur möglich, auf einen aromatischen Kern eine Sulfonsäuregruppe in dasHarzskelett einzuführen. Meistens liegen die Werte für die Sulfonsäuregruppen pro aromatischem Kern unter eins. Durch das dadurch definierte Aquivalentgewicht ist aber der   Gewichtskapa-   zität und damit auch der Gesamtaustauschkapazität in Millival pro Gramm wasserfreien Austauschers des   sulfieten   Copolymerisates eine Grenze gesetzt. Weiter bestimmt die Anzahl der Sulfonsäuregruppen der Kationenaustauscherharze deren Ionenaustausch-Selektivität bei jeweils konstantem Vernetzungsgrad. Das Äquivalentgewicht eines Polystyrolsulfonsäurebausteins beträgt 184, 2. Die Äquivalentgewichte der Einzelbausteine der Austauscherharze aus den Styrol-Homologen liegen über 184,2.

   Da diese Homologen aber auch nur im günstigsten Falle eine Sulfonsäuregruppe pro Benzolkern binden können, wird die Gewichtskapazität 
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 kensubstanz oder wenig darüber erhalten. 



   Die Steigerung der Austauschkapazität der bekannten stark sauren Kunstharzaustauscher wurde seit der Entdeckung der Austauschfähigkeit der Kunstharze in verschiedenster Weise immer wieder versucht. 



  Es gelang bisher nur eine Kapazitätssteigerung durch Schaffung neuer Kunstharze   mit andem Grundbauele-   menten, jedoch wurden stark saure Kationenaustauscher mit Sulfonsäuregruppen mit einer über 5, 4 mval/g liegenden Gewichtskapazität noch nicht hergestellt. 



   Es wurde nun gefunden, dass man zu Kationenaustauscherharzen mit wesentlich höherer Gewichtskapazität gelangt, wenn man ein nach bekannten Verfahren hergestelltes, vernetztes Polystyrolsulfonsäureharz mit schon hoher   lonenaustauschkapazität-gegebenenfalls   nach vorherigem Trocknen-in die Lösung einer polymerisierbaren, sulfonsauren Verbindung kleineren Äquivalentgewichtes als 184, 2 einquillt und die Polymerisation dieser Verbindung im Austauschernetzwerk herbeiführt. So kann das vernetzte Polystyrolsulfonsäureharz z. B. mit der wässerigen Lösung von Äthylensulfonsäure und/oder ihrer Salze und/ oder leicht verseifbarer Derivate behandelt werden. Dabei dringt diese in das Netzwerk des stark sauren Sulfonsäureaustauschers ein.

   Anschliessend wird die Polymerisation der Äthylensulfonsäure oder deren Derivate im Harzinnern herbeigeführt.   Zweckmässigerweise   wird ein wasserlöslicher radikalischer Polymerisationsinitiator wie Wasserstoffsuperoxyd oder Kaliumperoxydisulfat zur Bewirkung der Polymerisation verwendet. Es ist möglich, die radikalische Anregung durch Zusatz eines Reduktionsmittels, beispielsweise Natriumsulfit, auch als Redox-Katalyse durchzuführen. Nach der erfindungsgemässen Polymerisation wird das behandelte Austauscherharz von der Lösung abgetrennt und zweckmässig einer Nachpolymerisation bei 

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