CS264761B1

CS264761B1 - Způsob čištěni porézních polymerů

Info

Publication number: CS264761B1
Application number: CS859900A
Authority: CS
Inventors: Jarmil Rndr Csc Viska; Josef Danek
Original assignee: Jarmil Rndr Csc Viska; Josef Danek
Priority date: 1985-12-27
Filing date: 1985-12-27
Publication date: 1989-09-12
Also published as: CS990085A1

Abstract

Způsob čištění porézních organických polymerů od pórotvorných inertních rozpouštědel typu alifatických nebo cykloalifatických alkoholů, jejich solubilizací ve vodném roztoku, působením povrchově aktivní látky typu alkylbenzensulfonanové soli a s vodou mísitelného alkoholu a/nebo ketonu, oddělením vodného roztoku od polymeru a vymytím jeho zbytků z polymerace vodou.

Description

Vynález se týká čištění porézních polymerních částic od pomocných látek, používaných k vytváření a regulaci jejich porézní struktury.

Porézní polymery připravované blokovou nebo suspenzní polymerací nacházejí uplatnění jako adsorbenty, nosiče nebo matrice pro modifikace polymeranalogickými reakcemi v různých technikách chromatografie a také jako průmyslové adsorbenty. Jsou to například glykolmetakrylátové nebo glycidylmetakrylátové polymery, jejichž porézní struktura se vytváří a reguluje přídavkem inertních rozpouštědel. Tato rozpouštědla se přidávají do monomerní směsi a polymerace se vede za jejich přítomnosti. Při přípravě těchto porézních polymerů se používají jako inertní rozpouštědla většinou alifatické nebo cykloalifatické alkoholy o počtu uhlíkových atomů 4 až 20, jednotlivě nebo ve vzájemné směsi.

Protože při použití porézních polymerů i malé zbytky inertních rozpouštědel vadí tím, že se postupně vymývají, znečištují eluát a modifikují sorpční vlastnosti povrchu porézních polymerů, musí se z polymeru odstranit důkladným promýváním polárními organickými rozpouštědly. Vzhledem ke gelové povaze polymerů a jejich botnavosti ve vodě a v polárních organických rozpouštědlech je difúze látek z nitra jejich částic pomalá, jejich čištění je zdlouhavé a je spojeno se značnou spotřebou organických rozpouštědel.

K odstranění tohoto nedostatku směřuje způsob čištěni porézních polymerů, obsahujících, vztaženo na vyčištěný polymer, 45 až 240 % pomocných inertních rozpouštědel, který je vyznačen tím, že se po ukončené polymerací pomocná inertní rozpouštědla typu alifatických nebo cykloalifatických alkoholů o počtu uhlíkových atomů 4 až 20 solubilizují za přítomnosti vody mícháním s povrchově aktivní látkou obecného vzorce

(C_nH₂n*l)

alkoholu o počtu uhlíkových atomů 1 až 3 a/nebo ketonů o počtu uhlíkových atomů 3 nebo 4, načež se jejich vodný roztok od polymeru oddělí a jeho zbytky se z polymeru vymyjí vodou.

Poměr vody k čištěnému polymeru činí 0,3 až 20, poměr povrchově aktivní látky k čištěnému polymeru je 0,15 až 3,5 a poměr alkoholu a/nebo ketonu k čištěnému polymeru je 0,15 až 5. Všechna % a poměry jsou hmotnostní.

Předností použiti dvou druhů činidel pro solubilizaci, to je anionaktivni látky a vodorozpustného organického rozpouštědla je celkově menší množství činidel, a to, že vodný roztok solubilizovaných inertních rozpouštědel je ve všech poměrech ředitelný vodou, aniž by docházelo k odloučení organické fáze. Bez použití polárního organického rozpouštědla se sice také dosáhne rozpuštění inertních rozpouštědel ve vodné polymerační směsi, ale několikanásobně větším množstvím povrchově aktivní látky a vzniklý vodný roztok není možno ředit vodou, protože se při ředění kalí odlučovanou organickou fází, která ulpívá na částicích polymeru.

Výhodou tohoto způsobu čištění porézních polymerů je úspora organických rozpouštědel, které by bylo nutno použít k vymytí inertních s vodou se němísicích organických rozpouštědel.

Při praktickém provádění tohoto způsobu čištění porézních polymerů je třeba dostatečnou dobu míchat polymerační směs se solubilizačnlmi činidly. Solubilizace v emulzi nastává okamžitě, ale u porézních polymerů je nutná určitá doba pro ustavení koncentrační rovnováhy mezi polymerem a roztokem. Průnik solubilizačních činidel do polymeru a odvod solubilizovaných inertních rozpouštědel do vodného roztoku je limitován rychlostí difúze a ta je závislá na porézní struktuře a stupni zesítění polymeru. Solubilizační činidla se mohou do polymerač3 ní směsi přidávat jednotlivě, výhodně však ve vzájemné směsi. Pomocné látky, např. polyvinylpyrrolidon nebo polyvinylalkohol, používané jako stabilizátory při suspenzní polymeraci, proces čištění polymerů neruší. Odpadní vodní roztok inertních rozpouštědel, solubilizačních činidel, případně dalších pomocných látek je možno likvidovat spálením nebo odloučením organio ké fáze jeho okyselením. V kyselém prostředí ztrácí povrchově aktivní látka svou solubilizační účinnost.

Příklady 1 až 5 ilustrují způsob čištění polymeru podle vynálezu. Příklady 6 a 7 ukazují vyšší účinek působení směsi povrchově aktivní látky s organickým rozpouštědlem než jakého dosahují samostatně použité komponenty. Příklad 8 dokládá vysokou spotřebu organických rozpouštědel, vyšši pracnost a časovou náročnost stávajícího postupu čištění suspenzního polymeru

Obsah zbytkových organických látek ve vyčištěném polymeru byl kontrolován extrahováním pětigramové dávky polymeru acetonem v Soxhletově extraktoru po dobu 1 hodiny, odpařením acetonu při 105 °C, vážením hmotnosti odparku a jejím vyjádřením v procentech hmotnosti polymeru. V některých případech byla extrakce provedena ve zvětšeném měřítku a chemické složení odparku bylo zjištováno plynovou chromatografií. Dále byly z odparku odstraněny těkavé složky ve vakuové odparce při teplotě 120 °C a tlaku 100 Pa a netěkavý zbytek byl zkoumán metodou nukleární magnetické rezonance. Tato měření ukázala, že netěkavý podíl odparku je co do výše poměrně stálý, činí asi 0,3 % a skládá se z polymerních akrylátů. Těkavý podíl odparku je v závislosti na způsobu čištění polymeru proměnlivé výše a tvoři jej alifatické a cykloalifatické alkoholy se stopami oligomerních akrylátů. Všechna % jsou hmotnostní.

Přikladl

Směs po ukončení polymeraci, sestávající z 4,2 kg sférických porézních částic kopolymeru hydroxyethylmetakrylátu s etylendimetakrylátem, inertních rozpouštědel 5,6 kg cyklohexanolu a 0,51 kg dodekanolu, 0,31 kg polyvinylpyrrolidonu a 31 kg vody byla 5 hodin míchána za laboratorní teploty s 5,5 kg dodeoylbenzensulfonanu monoetanolaminu a 4,2 kg acetonu. Solubili žací přešla inertní rozpouštědla polymeru do vodného roztoku, který byl od polymeru oddělen dekantací. Zbytky tohoto vodného roztoku byly z polymeru vymyty vodou. Odparek acetonového extraktu takto vyčištěného polymeru činil 0,60 %.

Příklad 2

Polymerační směs obsahující 4,2 kg porézních částic kopolymeru hydroxyetylmetakrylátu s etylendimetakrylátem, inertní rozpouštědla v množství 3,4 kg cyklohexanolu a 2,3 kg dodekanolu a dále 1,57 kg polyvinylalkoholu a 31 kg vody byla 6 hodin míchána za laboratorní teploty s 6 kg směsi alkylbenzensulfonanů o délce alkylů 9 až 14 uhlíkových atomů a s 9,5 kg izopropanolu. Vodný roztok se solubilizovanými inertními rozpouštědly byl oď polymeru oddělen dekantaci a promýván vodou na filtrační nuči. Vyčištěný polymer měl hmotnost odparku acetonového extraktu 0,75 %.

Příklad 3

Polymerační směs složená z 4,2 kg porézních částic kopolymeru hydroxyetylmetakrylátu s etylendimetakrylátem, inertního rozpouštědla 5,6 kg cyklohexanolu, 0,62 kg polyvinylpyrrolidonu a 31 kg vody byla 2 hodiny míchána za laboratorní teploty s 3,1 kg směsi dodecylbenzensulfonanu sodného a draselného a 5,95 kg metanolu. Vodný roztok byl od polymeru oddělen odstředěním a jeho zbytky byly z polymeru vymyty opakovanými dekantacemi vodou. U vyčištěného polymeru byla zjištěna hmotnost odparku acetonového extraktu 0,85 %.

Přikládá

Polymer připravený blokovou polymeraci a obsahující 4 kg kopolymeru hydroxyetylmetakrylátu s etylendimetakrylátem, 5,5 kg izoamylalkoholu a 0,5 kg oktadecylalkoholu byl rozdrcen a 10 hodin míchán za laboratorní teploty v roztoku o složeni 3 kg dodeoylbenzensulfonanu dietanolaminu, 3 kg dodeoylbenzensulfonanu trietanolaminu, 5 kg metyletylketonu a 30 kg vody. Roztok byl dekantován a kopolymer byl vyčištěn promýváním vodou a to dvoji sedimentací a dekantaci a promýváním vodou na filtrační nuči. Odparek acetonového extraktu u tohoto polymeru dosáhl 1,10 4.

Příklad 5

Způsobem popsaným v příkladu 1 byla vyčištěna polymerační směs, která na rozdíl od příkladu 1 obsahovala porézní sférický kopolymer glycidylmetakrylátu s etylendimetakrylátem a v postupu čištění byla místo dodeoylbenzensulfonanu monoetanolaminu použita ekvimolárni směs dodeoylbenzensulfonanu trietanolaminu a dodeoylbenzensulfonanu amonného. Odparek acetonového extraktu činil 0,65 %.

Přiklad 6 čištění polymeru podle příkladu 1 bylo opakováno s tím, že nebylo použito acetonu a obsah dodeoylbenzensulfonanu monoetanolaminu byl zvýšen z 5,5 kg na 10 kg. Hmotnost odparku acetonového extraktu činila 8,80 %.

Příklad 7

Čištěni polymeru podle příkladu 1 bylo provedeno tak, že byl vynechán dodecylbenzensulfonan monoetanolaminu a množství acetonu bylo zvýšeno ze 4,2 kg na 10 kg. Takto vyčištěný polymer měl hmotnost odparku acetonového extraktu 14,10 4.

Příklade

Směs po ukončené suspenzní polymerací, sestávající Z 4,2 kg sférických porézních částic kopolymeru hydroxyetylmetakrylátu s etylendimetakrylátem, inertních rozpouštědel 5,6 kg cyklohexanolu a 0,51 kg dodekanolu, 0,31 kg polyvinylpyrrolidonu a 31 kg vody byla čištěna od pomocných látek zředěním horkou vodou na hmotnost 60 kg, šestihodinovou sedimentací čištěného polymeru a dekantací supernatantu. Operace rozmíchání s SOlitrovými dávkami horké vody, sedimentace polymeru a dekantace supernatantu byly ještě třikrát opakovány. Po čtvrté dekantací byl sediment polymeru rozmíchán v 50 litrech etanolu, nechán sedimentovat a supernatant byl odtažen dekantací. Poté byl čištěný polymer promýván v koloně s filtračním dnem pomalým průtokem 50 litry acetonu a dále byl promýván vodou do odstraněni acetonu. U takto vyčištěného kopolymeru byl odparek acetonového extraktu 0,80 4.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob čištění porézních polymerů, obsahujících, vztaženo na vyčištěný polymer,

45 až 240 % hmotnostních pomocných inertních rozpouštědel, vyznačený tím, že se po ukončené polymerací pomocná inertní rozpouštědla typu alifatických nebo cykloalifatických alkoholů o počtu uhlíkových atomů 4 až 20 solubilizují za přítomnosti vody mícháním s povrchově aktivní látkou obecného vzorce |^cn^Hn+l) kde n je 8 až 15 a M je Na, K, NH^, HjNCjHgOH, HjN(CjHjOH)₂, nebo HN(C₂H₅OH)₃ a přídavkem alkoholu o počtu uhlíkových atomů 1 až 3 a/nebo ketonu o počtu uhlíkových atomů 3 nebo 4, načež se jejich vodný roztok od polymeru oddělí a jeho zbytky se z polymeru vymyji vodou.

2. Způsob čištění porézních polymerů dle bodu 1, vyznačený tím, že hmotnostní poměr vody k čištěnému polymeru činí 0,3 až 0,20, hmotnostní poměr povrchově aktivní látky k čištěnému polymeru je 0,15 až 3,5 a hmotnostní poměr alkoholu a/nebo ketonu k čištěnému polymeru je 0,15 až 5.