CS263788B1

CS263788B1 - Způsob suffonacs poly(2.e-dimethyl-1,4-fenylenoxidu)

Info

Publication number: CS263788B1
Application number: CS877153A
Authority: CS
Inventors: Jan Ing Csc Schauer; Bronislav Ing Davidek
Original assignee: Jan Ing Csc Schauer; Bronislav Ing Davidek
Priority date: 1987-10-05
Filing date: 1987-10-05
Publication date: 1989-04-14
Also published as: CS715387A1

Abstract

Předmětem řešení je způsob sulionace póly(2,6-dimethyl-l,4-fenylenoxidu) vyznačený tím, že práškový póly(2,6-dimethyl-l,4- -fenylenoxid) se míchá v přebytku koncentrované kyseliny sírové obsahující malé množství rozpouštědla nebo botnacího činidla pro poly(2,6-dimethyl-l,4-fenylenoxid), které s kyselinou sírovou nereaguje. Po ukončení míchání se práškový polymer dofiltruje od reakční směsi, promyje vodou a usuší. Změnou koncentrace kyseliny sírové, množstvím přidaného rozpouštědla nebo botnacího činidla, teplotou reakce a dobou míchání lze regulovat dosažený stupeň sulfonace póly(2,6-dimethyl-l,4- -fenylenoxidu), resp. obsah síry v polymeru. Popsaným způsobem lze technologicky snadno připravit homogenně sulfonavaný póly(2,6- -dimethyl-l,4-fenylenoxid), u něhož 1 až 10 % polymerních jednotek obsahují sulfoskupinu.

Description

(54) Způsob suffonacs poly(2.e-dimethyl-1,4-fenylenoxidu)

Předmětem řešení je způsob sulionace póly(2,6-dimethyl-l,4-fenylenoxidu) vyznačený tím, že práškový póly(2,6-dimethyl-l,4-fenylenoxid) se míchá v přebytku koncentrované kyseliny sírové obsahující malé množství rozpouštědla nebo botnacího činidla pro poly(2,6-dimethyl-l,4-fenylenoxid), které s kyselinou sírovou nereaguje. Po ukončení míchání se práškový polymer dofiltruje od reakční směsi, promyje vodou a usuší. Změnou koncentrace kyseliny sírové, množstvím přidaného rozpouštědla nebo botnacího činidla, teplotou reakce a dobou míchání lze regulovat dosažený stupeň sulfonace póly(2,6-dimethyl-l,4-fenylenoxidu), resp. obsah síry v polymeru. Popsaným způsobem lze technologicky snadno připravit homogenně sulfonavaný póly(2,6-dimethyl-l,4-fenylenoxid), u něhož 1 až 10 % polymerních jednotek obsahují sulfoskupinu.

I

263768

Vynález se týká způsobu sulfonace poly(2,6-dimethyl-l,4-fenylenoxidu), kterým se získá polymer, u něhož přibližně 1 až 10 % polymerních jednotek obsahují sulfoskupinu. Tento polymer má tuto strukturu:

kde rn:n = 99:1 až 90:10

Nesulfonovaný poly(2,6-dimethyl-l,4-fenylenoxid) (zkratka PPO) je polymer s řadou vynikajících vlastností: má velkou mechanickou pevnost, mechanické vlastnosti se prakticky nemění za vyěěích teplot, je stabilní v širokém rozsahu pH a odolný vůči řadě organických rozpouštědel (Encyclopedia of Polymer Science and Technol. 10, str. 92 až 111, Interscience Publ. 1969). Sulfonací do nízkého stupně se tyto jeho vlastnosti prakticky nemění, polymer se však stane hydrofilnější a záporně nabité sulfoskupiny navázané na jeho řetězci změní jeho sorpční vlastnosti vůči některým látkám. Takový polymer je pak vhodný např. k přípravě ultrafiltračních membrán, dutých vláken apod.

PPO lze sulfonovat pomocí chlorsulforiové kyseliny v chloroformu (C. W. Plummer et al.,

OSW Report No. 551, US. Gov. Print. Office, Washington, D. C. 1970). Sulfonace tímto způsobem probíhá velmi rychle a lze tímto způsobem připravit sulfonový PPO, u něhož přibližně 30 % a více polymerních jednotek obsahují sulfoskupinu. Pro přípravu sulfonovaného PPO s nižším obsahem sulfoskupin je tato metoda však nevýhodná, neboř vyžaduje pracnou separaci produktu z chloroformového roztoku a navíc chlorsulfonová kyselina je realtivně drahé činidlo.

Je popsána sulfonace PPO v heterogenní fázi pomocí koncentrované kyseliny sírové (J. Schauer et al., J. Membr. Sci. 29, 169 až 175, 1986): práškovitý PPO se míchá v přebytku koncentrované kyseliny sírové a po určité době se polymer odfiltruje, promyje vodou a usuší. Takto lze výrobně jednoduchým způsobem připravit PPO sulfonovaný do nižšího stupně (až 10 % polymerních jednotek obsahuje sulfoskupinu). Nevýhodou tohoto postupu je nemožnost připravit homogenně sulfonovaný polymer, pokud částice PPO mají nevyhovující (malou) porositu.

Způsob sulfonace PPO spočívá podle vynálezu v tom, že práškový PPO se míchá za vyloučení vzdušné vlhkosti v přebytku koncentrované kyseliny sírové obsahující malé množství rozpouštědla nebo botnacího činidla pro PPO, které s kyselinou sírovou nereaguje. Po určité době se bu3 PPO odfiltruje ze směsi, promyje vodou a usuší nebo se nejprve reakční směs naředí ledovou vodou, pak se PPO odfiltruje, promyje vodou a usuší. Změnou koncentrace kyseliny sírové, množstvím přidaného rozpouštědla nebo botnacího činidla, teplotou reakce a dobou míchání lze regulovat dosažený stupeň sulfonace PPO.

Kyselina sírová se používá v koncentracích od 92 do 98,5 % nejlépe od 95 do 97 %.

Cím je kyselina zředěnejší, tím homogenější je produkt, avšak pro požadovaný stupeň sulfonace se reakční doba prodlužuje.

Rozpouštědlo nebo obtnací činidlo pro PPO se přidává ke kyselině sírové v množství 0,1 až 5 % objem. Vhodná jsou halogenovaná rozpouštědla, např. dichlorethan. Cím více tohoto činidla je přidáno ke kyselině sírové tím rychleji a rovnoměrněji probíhá sulfonace; při vysokých koncentracích činidla je však obtížná filtrace zbotnalého polymeru.

Míchání se provádí při teplotách 10 až 40 °C, nejlépe 20 až 35 °C. Vyšší teplota urychluje reakci, při teplot* 40 °C se vlek začíná projevovat nežádoucí degradace a slřování PPO.

Popsaným způsobem lse technologicky snadno připravit sulfonovaný PPO, u něhož 1 až 10 t polymerních jednotek obsahují sulfoskupinu.

Vynález je blíže popsán v příkladech provedení, aniž se na ně omezuje.

Přikladl

100 g PPO (VÚMCH Brno, viskositní číslo 105, specifický povrch 7,4 m^/g) bylo mícháno 5 hodin při teplotě 32,5 °C s 1 400 ml 96,6 % kyseliny sírové a 14 ml dichlorethanu. PPO byl potom odfiltrován od reakční směsi, promyt 2 000 ml destilované vody a suěen při vakuu 130 Pa do konstantní hmotnosti. Výsledný produkt obsahoval 1,10 % síry (tj. 4,2 % polymerních jednotek obsahuje sulfoskupinu).

Příklad 2

Bylo postupováno podle příkladu 1, avšak reakční směs neobsahovala dichlorethan. Sulfonovaný polymer obsahoval pouze 0,55 % síry (2,1 % polymerních jednotek obsahuje sulfoskupiny).

Příklad 3

V příkladech 3 až 8 se postupovalo podle obecného postupu uvedeného v příkladu 1, konkrétní podmínky jsou uvedeny v tabulce I.

Claims

PŘEDMÉT VYNÁLEZU

Způsob sulfonace poly(2,6-dimethyl-l,4-fenylenoxidu) pomocí koncentrované kyseliny sírové v heterogenní fázi vyznačený tím, že se práškový poly(2,6-dimethyl-l,4-fenylenoxid) míchá při teplotě 10 až 40 °C v přebytku 92 až 98,5 % kyseliny sirové obsahující 0,1 až 5 % objemových, vztaženo na kyselinu sírovou, rozpouštědla nebo botnacího činidla pro poly(2,6-dimethyl-l,4-fenyloxid), které s kyselinou nereaguje, po dobu 1 až 8 hodin, po ukončení míchání se práškový sulfonovaný poly(2,6-dimethyl-l,4-fenylenoxid) vzorce kde m:n = 99:1 až 90:10 v závislosti na reakčních podmínkách, z reakční směsi separuje.