CS229426B1 - Method for the preparation of polyethyleniminic ion exchanger on a rigid porous carrier - Google Patents

Description

229426 (Π) (BI) so^?y“c«a popis vynálezu K AUTORSKÉMU osvedčeniu

(22) Přihlášené 23 08 82 (21) (PV‘6111-82) (51) lni. Cl.3C 08 G 73/04 (40) Zverejnené 15 09 83

ÚŘAD PRO VYNÁLEZY (45) Vydané 15 04 86

A OBJEVY (75) KUNIAK ÍUDOVÍT ing. CSc., BRATISLAVA, ZEMEK JIŘÍ ing. CSc., LEHNICE,

Autor vynálezu NOVÁK IVAN ing. CSc., BEHEK DUŠAN ing. CSc., BRATISLAVA (54) Spósob přípravy polyetylénimínového ionexu na rigídnom pórovitom nosiči 1

Vynález sa týká spSsobu přípravy polyetylénimínového ionexu zakotveného na rigídnomporovitom anorganickom nosiči.

Je dostatočne známe, že niektoré ionexy popři vynikajúcich fyzikálno-chemických para-metroch májá aj nežiaduce vlastnosti, ktoré sú hlavnou překážkou ich širřieho najma priemy-slového využitia. K týmto negativným vlastnostiam okrem nedostatočnej chemickej stability patří predo-vSetkým ich nevyhovujúca mechanická pevnost. Pri práci na dlhčej koloně sa částice ionexunásledkom tiaže náplně deformujú, čo pochopiteTne vedie k podstatnému poklesu priepustnostikolony pře eluent pretekajúci kolonou. V priemyslovej prevádzke to znamená podstatné zní-ženie výkonu ionexovej kolony t. j. i zhorčenie efektivnosti procesu. K ionexom tohto typu patří polyetylénimínový ionex, ktorý sa připravuje sletovánímpolyetylénimínu epichlórhydrínom [w. Hagge a spol.: Belgian Patent 622,716 (1953), F. Wolfa M. Morgner NSR pat. 1.056825 (1959)] .

Takto připravené polyetylénimínové ionexy sú vhodné len na výskumné analytické účelypri práci v kolonách s malými rozmermi, nie sú však vhodné pre priemyslovú aplikéciu v kolonach vačéích rozmerov.

Uvádzaný hlavný nedostatok polyetylénimínového ionexu rleči tento vynález, podlá kto-rého sa vysoká elasticita polyetylénimínového ionexu eliminuje tým* že tento sa zakotvípřed sletováním na rigídnom anorganickom nosiči. 229426 229426 2

Podstata vynálezu spočívá v tom, že vodný roztok polyetylénimínu s koneentráciou 15 až 50 % hmot. sa nanesie na suchý pórovitý nosič silikagélu s velkosťou častíc 30 až , _ 3-1 3-1 350 mikrometrov, vysokým objemom porov vačším ako 0,5 cm .g s výhodou 1,5 až 3 cm .g 2-1 a měrným povrchom 300 až 500 m .g , pričom poměr hmotnosti kvapalnej fázy roztoku polyety-lénimínu k hmotnosti pevného nosiča silikagélu je v rozsahu od 0,7 do 1,5, načo po dokona-lom premiešaní oboch fáz sa přidá 30 až 40 % hmot. epichlórhydrínu na hmotnost suchéhopolyetylénimínu, ktorým sa za miešania polyetylénimín zosieťuje pri teplote 20 až 50 °Cpo dobu 1 až 4 hodin. Výhodou postupu je predovSetkým to, že sa získává polyetylénimínový ionex, ktorýmé dobré mechanické vlastnosti požadované při práci vo velkokapacitných kolonách, nede-formuje a nestláča sa pri zvýšených tlakoch a vSaka tomu sa nepozoruje pokles výkonukolony při trvalej prevádzke. Této výhoda předurčuje polyetylénimínový ionex zakotvenýna silikagélovom rigídnom nosiči hlavně na priemyslové aplikácie pri práci s velkokapacit-nými kolonami. Ďalšou výhodou postupu je, že výsledný ionex má pri izolácii vysokomoleku-lových biologicky aktívnych látok vyššiu efektívnu výměnná kapacitu, pretože polyetylénimí-nový ionex je zakotvený na veTkom povrchu, čím sa znižuje počet nepřístupných funkčných'skupin, ktoré sa nachádzajú v materiáli. Příklad 1 200 ml vodného roztoku kremičitanu sodného (vodné sklo) s obsahom 9,2 % hmot. oxidukřemičitého sa zmieša so 100 ml kyseliny dusičnej s koneentráciou 3 % hmot. a dobré zho-mogenizuje. Vzniknutá zatuhnutá masa hydrogélu kyseliny kremičitej sa mechanicky rozrušía rozmieša v 250 ml 65 % hmot. kyselině dusičnej alebo 180 ml konc. kyselině sírovej,alebo 300 ml 55 % hmot. kyseliny fosforečnej alebo 200 g kyselině trichlóroctovej a pone-chá sa za občasného zamiešania do druhého dňa, potom sa zmes zriedi destilovanou vodou,sfiltruje a dokonale premyje destilovanou vodou do neutrálnej reakcie, načo sa áalejpremýva postupné etylalkoholom a nakoniec acetónom.

Produkt sa zbaví zvyšku organických rozpúštadiel vysušením a stabilizuje sa pri teplo-tách 200 až 900 °C s výhodou pri 700 až 750 °C. Získaný silikagél (10 g) s měrným povrchom 500 m2.g-1 a velkým objemom pórov 2 až3 cm eg a priemernými rozmerami porov 20 nm sa temperuje po dobu 10 hodin pri teplote550 °C.

Na 10 g takto získaného silikagélu sa naraz přidá 10 ml vodného roztoku polyetylénimí-nu s koneentráciou 25 % hmot. dobré sa zamieša a po zhomogenizovaní sa přidá 0,7 ml epichlórhydrínu (1-chlór-2,3-epoxypropanu) opat sa dobré zamieša a nechá sa sletovat pri začiatočnejteplote 20 °C a konečnej teplote 30 až 50 °C (teplota počas reakcie samovolné stúpa v d6-sledku reakčného tepla sieťovacich reakcií) po dobu 3 hodin.

Hotový produkt je sletovaný polyetylénimín zakotvený v póroch silikagélu, má výmennúkapacitu okolo 0,7 až 1,0 mekv/g při velmi dobrých mechanických vlastnostiach ionexovéhogélu pri práči na velkorozměrových kolonách. Příklad 2

Postup podl’a příkladu 1 s tým rozdielom, že na připravený silikagél (10 g) sa nanesie7 ml polyetylénimínu s koneentráciou 50 % hmot. a 1,5 ml epichlórhydrínu. Získaný produkt má výmennú kapacitu 1 až 1,6 mekv/g.

Claims (1)

1. 3 229426 Příklad 3 Postup podl’a příkladu 1 s tým rozdielom, že na připravený silikagél (10 g) sa nanesie15 ml polyetylénimínu s koncentráciou 15 % hmot. a 0,5 ml epichlórhydrínu. Výsledný produkt raá výměnná kapacitu 0,4 až 0,7 mekv/g. Vynález má využitie všade kde je potřebné aplikovat polyetylénimínový ionex s vynika-júciiai mecnanickými vlastnosťami pře prócu vo vel’kokapacitných kolonách, hlavně přiizolácii vzácných biologicky aktívnych látok. PREDMET VYNÁLEZU SpOsob přípravy polyetylénimínového ionexu na rigídnom pórovitom nosiči vyznačenýtým, že vodný roztok polyetylénimínu s koncentréciou 15 až 50 % sa nanesie na suchý pó-rovitý nosič silikagélu s veTkostou častíc 30 až 150 mikrometrov a měrným povrchom 300až 500 m2.g_1 a objemom pórov vyšším ako 0,5 cm\g 1 s výhodou 1,5 až 3 cm^.g ', pričomhmotr.ostný poměr kvapalnej fázy roztoku polyetylénimínu k pevnému nosičů silikagélu jev rozsahu 0,7 až 1,5, načo po dokonalom premiešaní oboch fáz sa přidá 20 až 40 % hmot.epichlórhydrínu na hmotnost suchého polyetylénimínu, kterým sa za aiešania polyetylén-imín zosietuje při teplote 20 až 50 °C po dobu 1 až 3 hodin.