DD229992B5 - Process for the preparation of macroporous sulfonic acid polymers - Google Patents
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Description
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Es ist bekannt, makroporöse Kationenaustauscher in der organischen Katalyse einzusetzen, wie es beispielsweise für Olefinenreaktionen und andere organische Reaktionen, die durch H+-Ionen katalysiert werden, beschrieben wird (DE-AS 1168808; DE-AS 1168909; GB-PS 952422; DD-PS 147664). Weiterhin ist die Abtrennung aromatischer Verbindungen aus Kohlenwasserstoffgemischen mittels makroporöser Kationenaustauscher in der Salzform beispielsweise in den DE-OS 2356519; DE-AS 2364306 und der DD-PS147852 beschrieben. Die Herstellung solcher Kationenaustauscher erfolgt im allgemeinen durch Sulfonierung von vernetzten, makroporösen vinylaromatischen Polymeren, bevorzugt von Styren-Divinylbenzen-Kopolymerisaten, wie г. B. in den US-PS 3147214 und 3201357 beschrieben.It is known to use macroporous cation exchangers in organic catalysis, as described, for example, for olefin reactions and other organic reactions which are catalyzed by H + ions (DE-AS 1168808, DE-AS 1168909, GB-PS 952422, DD -PS 147664). Furthermore, the separation of aromatic compounds from hydrocarbon mixtures by means of macroporous cation exchanger in the salt form, for example in DE-OS 2356519; DE-AS 2364306 and DD-PS147852 described. The preparation of such cation exchangers is generally carried out by sulfonation of crosslinked, macroporous vinylaromatic polymers, preferably of styrene-divinylbenzene copolymers, such as г. In US Pat. Nos. 3,147,214 and 3,201,157.
Die Reaktionsbedingungen sind bei diesen Beschreibungen im allgemeinen so gewählt, daß ein möglichst vollständiger bzw. hoher Substitutionsgrad und damit die Einführung möglichst vieler Sulfonsäuregruppen in die Polymermatrix erreicht wird.The reaction conditions in these descriptions are generally chosen so that a very complete or high degree of substitution and thus the introduction of as many sulfonic acid groups in the polymer matrix is achieved.
In der DD-PS 208622 wird ein Verfahren zur Herstellung von sulfonsäuregruppenhaltigen Adsorbentien auf der Basis von vernetzten makroporösen vinyl- und/oder polyvinylaromatischen Verbindungen für die Entaromatisierung von Kohlenwasserstoff gemischen beschrieben, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß vernetzte makroporöse Polymere mit einer inneren Oberfläche von mindestens 40m2/g Trockensubstanz partiell sulfoniert werden.In DD-PS 208622 a process for the preparation of sulfonic acid-containing adsorbents based on crosslinked macroporous vinyl and / or polyvinyl aromatic compounds for the de-aromatization of hydrocarbon mixtures is described, which is characterized in that crosslinked macroporous polymers having an inner surface of at least 40m 2 / g dry substance be partially sulfonated.
Die Merkmale der bekannten Erfindungen bestehen darin, daß die Synthese in mehreren Schritten und bei Einsatz größerer Vernetzermengen und Inertmittel erfolgen und durch die einzelnen Teilschritte energie- und kostenungünstig sind.The features of the known inventions are that the synthesis is carried out in several steps and with the use of larger amounts of crosslinker and inert and energy and cost are through the individual substeps.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, unter Beseitigung der genannten Nachteile bekannter Herstellungsverfahren die Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von makroporösen, sulfonsäuregruppenhaltigen Polymeren auf energie- und kostengünstigerem Wege.The object of the present invention, while eliminating the disadvantages of known manufacturing processes mentioned, is the development of a process for the preparation of macroporous polymers containing sulfonic acid groups in an energy-efficient and cost-effective manner.
Die Aufgabe der Erfindung war es, solche Polymeren auf der Basis von technischen Vor- und Zwischenprodukten auf energie- und kostengünstigerem Wege herzustellen.The object of the invention was to produce such polymers on the basis of technical preliminary and intermediate products in an energy-and cost-effective way.
Die bekannten und beschriebenen Lösungen beinhalten die Synthesen in mindestens zwei Schritten, wobei die Bildung des makroporösen Polymerisates durch Polymerisation in Gegenwart von Inertmitteln und Vernetzergehalten (z. B. Divinylbenzen) im allgemeinen > 10 Gew.-% erfolgt und in einem zweiten Schritt die Sulfonierung nach bekannten Verfahren durchgeführt wird. Beide Schritte erfolgen getrennt, mit unterschiedlichen Inertmitteln, Reaktionszeiten und Reaktionstemperaturen. Es wurde nun gefunden, daß man sulfonsäuregruppenhaltige Polymere in vereinfachter und energie- und kostengünstigerer Weise herstellen kann, wenn man unvernetzte oder niedrig vernetzte vinylaromatische Polymere, wie z. B. Perpolystyren oder Kopolymere von Styren und Divinylbenzen in einem ersten Reaktionsschritt partiell chlormethyliert und in einem zweiten Reaktionsschritt mittels Schwefelsäure in Gegenwart von quellenden Inertmitteln eine weitere Vernetzung unter Porositätsbildung bei gleichzeitiger partieller Sulfonierung durchführt.The known and described solutions involve the syntheses in at least two steps, wherein the formation of the macroporous polymer by polymerization in the presence of inert agents and crosslinker contents (eg divinylbenzene) generally takes place> 10% by weight and in a second step the sulfonation is carried out by known methods. Both steps are carried out separately, with different inerting agents, reaction times and reaction temperatures. It has now been found that one can produce sulfonsäuregruppenhaltige polymers in a simplified and energy-and cost-effective manner, if uncrosslinked or low-crosslinked vinyl aromatic polymers such. B. perpolystyrene or copolymers of styrene and divinylbenzene partially chloromethylated in a first reaction step and in a second reaction step by means of sulfuric acid in the presence of swelling inert agents further cross-linking with formation of porosity with simultaneous partial sulfonation.
Die Verfahren zur Herstellung der Ausgangspolymeren sind bekannt, wobei es auch möglich ist, die Polymeren in Gegenwart von Inertmitteln zu synthetisieren. Der Vernetzergehalt braucht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren 5-6 Gew.-% im allgemeinen nicht zu überschreiten. Besonders kostengünstig ist der Einsatz von unvernetztem Polystyren. Die Polymeren werden in üblicher Weise nach der Methode der Suspensionspolymerisation in einer Korngröße von 0,3-1,2 mm hergestellt. Eine poröse Struktur der Ausgangspolymeren ist durch Zusatz von Fäll- oder Quellmitteln bzw. von linearen Polymeren zur polymerisationsfähigen Phase möglich. Der Einsatz von Stoffgemischen dieser Verbindungsklassen ist möglich. AlsThe processes for preparing the starting polymers are known, and it is also possible to synthesize the polymers in the presence of inert agents. The crosslinker content in the process according to the invention generally does not need to exceed 5-6% by weight. Particularly cost-effective is the use of uncrosslinked polystyrene. The polymers are prepared in the usual manner by the suspension polymerization method in a grain size of 0.3-1.2 mm. A porous structure of the starting polymers is possible by the addition of precipitants or swelling agents or of linear polymers to the polymerizable phase. The use of mixtures of these classes of compounds is possible. When
polymerisationsfähige Verbindungen werden bevorzugt Styren und/oder Alkylstyrene und als Vernetzer Divinylbenzen eingesetzt. Andere Polyvinylverbindungen wie Trivinylbenzen, Polymethacrylate und ähnliche Verbindungen können ebenfalls eingesetzt werden.polymerizable compounds are preferably styrene and / or alkylstyrene and used as crosslinking divinylbenzene. Other polyvinyl compounds such as trivinylbenzene, polymethacrylates and similar compounds can also be used.
Soll das Ausgangspolymerisat eine polare Struktur erhalten, werden der polymerisationsfähigen Phase bevorzugt Acryl- und/oder Methacrylsäurederivate zugesetzt.If the starting polymer is to have a polar structure, it is preferred to add acrylic and / or methacrylic acid derivatives to the polymerizable phase.
Die Methoden der Chlormethylierung der Polymeren sind ebenfalls bekannt. Vorteilhafterweise erfolgt die Einführung der Chlormethylgruppen mittels Monochlordimethyläther. Die Sulfonierung und Nachvernetzung erfolgt erfindungsgemäß mittels Schwefelsäure im Konzentrationsbereich von 94 bis 100%. Eine besonders vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht im Einsatz von Schwefelsäure als Chlormethylierungs- und Nachvernetzungskatalysator sowie als Sulfonierungsagenz. Im allgemeinen wird daher so verfahren, daß die Schwefelsäure vorgelegt und das Ausgangspolymere darin suspendiert wird. Ein inertes Quellmittel, gemischt mit Monochlordimethyläther, wird dosiert und zur Einstellung des Quellgleichgewichtes ein bis zwei Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Als inertes Quellmittel sind Halogenkohlenwasserstoffe wie z.B. Dichloräthan und Tetrachloräthan besonders geeignet. Andere sind jedoch nicht ausgeschlossen. Nach der Einquellphase wird bei Temperaturen zwischen 40-600C die Chlormethylierung und bei Temperaturen >75°C die Nachvernetzung und Sulfonierung herbeigeführt. Die Temperaturführung kann stufenweise oder kontinuierlich gestaltet werden. Die Reaktionszeiten für die Nachvernetzungsreaktion liegen im allgemeinen zwischen 4 und 15h und richten sich nach der Temperatur. Nach der Reaktion läßt sich das Inertmittel zusammen mit der Schwefelsäure abtrennen und wird dann isoliert, oder es wird - und das ist der vorteilhaftere Weg - destillativ aus dem Reaktionsgemisch entfernt. Diese Variante ist besonders geeignet für den Einsatz von Dichloräthan. Die Endprodukteigenschaften Vernetzung, innere Oberfläche und Sulfonierungsgrad lassen sich durch die Ansatzverhältnisse wie Polymerisatqualität und -menge, Monochlordimethyläthermenge, Inertmittelart und -menge sowie Schwefelsäurekonzentration und -menge steuern. Eine zweite Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, das chlormethylgruppenhaltige vinylaromatische Polymere z. B. auf der Basis von Styren-Divinylbenzen-Kopolymeren nach einem beliebigen bekannten Verfahren hergestellt in dem Inertmittel suspendiert werden, nach dem Erreichen der Gleichgewichtsquellung Schwefelsäure dosiert wird und durch eine stufenweise oder kontinuierliche Aufheizung die Nachvernetzung, Porositätsbildung und Sulfonierung herbeigeführt wird. Auch hier ist eine destillative Rückgewinnung des Inertmittels der günstigere Weg. Die Rückgewinnungsrate des Inertmittels liegt bei beiden Varianten sehr günstig. Eine Kreislauffahrweise des Inertmittels ist dadurch leicht möglich. Für die Erzielung höherer Sulfonierungsgrade ist eine Temperatursteigerung auf 105-11O0C angebracht. Die Hydratisierung der Endprodukte erfolgt bei beiden Varianten nach bekannten Methoden.The methods of chloromethylation of the polymers are also known. Advantageously, the introduction of the chloromethyl groups by means of monochlorodimethyl ether. The sulfonation and post-crosslinking takes place according to the invention by means of sulfuric acid in the concentration range from 94 to 100%. A particularly advantageous variant of the process according to the invention consists in the use of sulfuric acid as the chloromethylation and postcrosslinking catalyst and as a sulfonating agent. In general, therefore, the procedure is such that the sulfuric acid is initially charged and the starting polymer is suspended therein. An inert swelling agent, mixed with Monochlordimethyläther, is metered and stirred to adjust the swelling equilibrium one to two hours at room temperature. Halogenated hydrocarbons such as dichloroethane and tetrachloroethane are particularly suitable as inert swelling agent. Others are not excluded. After the swelling phase at temperatures between 40-60 0 C, the chloromethylation and at temperatures> 75 ° C, the post-crosslinking and sulfonation brought about. The temperature control can be designed stepwise or continuously. The reaction times for the post-crosslinking reaction are generally between 4 and 15 hours and depend on the temperature. After the reaction, the inert can be separated together with the sulfuric acid and is then isolated, or it is - and this is the more advantageous way - removed by distillation from the reaction mixture. This variant is particularly suitable for the use of dichloroethane. The final product properties of crosslinking, internal surface area and degree of sulfonation can be controlled by the batch conditions such as polymer grade and quantity, monochlorodimethyl ether amount, type and quantity of inert agent and sulfuric acid concentration and amount. A second variant of the method according to the invention is the chloromethyl-containing vinyl aromatic polymers z. B. are prepared based on styrene-divinylbenzene copolymers prepared by any known method in the inert medium, after reaching the equilibrium swelling sulfuric acid is metered and the post-crosslinking, porosity formation and sulfonation is brought about by a stepwise or continuous heating. Again, a distillative recovery of the inert medium is the cheaper way. The recovery rate of the inert medium is very favorable in both variants. A circulation procedure of the inert agent is thus easily possible. To achieve higher degrees of sulfonation, a temperature increase to 105-11O 0 C is appropriate. The hydration of the end products takes place in both variants by known methods.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß alle ablaufenden Vorgänge und Reaktionen wie Quellung, Chlormethylierung, Nachvernetzung, Sulfonierung und Abtrennung des Inertmittels in einem Reaktionsgefäß und teilweise simultan ablaufen. Weiterhin ist der Einsatz an Vernetzerkomponente wesentlich geringer gegenüber bekannten Prozessen bzw. bei Einsatz von Polystyren überhaupt nicht nötigA further advantage of the process according to the invention is that all processes and reactions proceeding, such as swelling, chloromethylation, postcrosslinking, sulfonation and separation of the inert medium take place in a reaction vessel and partly simultaneously. Furthermore, the use of crosslinking component is much lower than known processes or when using polystyrene is not necessary at all
Das erfindungsgemäße Verfahren soll durch die nachfolgenden Beispiele weiter erläutert werden. The process of the invention will be further illustrated by the following examples.
In einen Sulfierkolben, ausgerüstet mit Rührer, Thermometer und Rückflußkühler, werden 200 ml Schwefelsäure (96%ig) vorgelegt und 5ml FeCI3 (1050g/l) als Katalysator langsam hinzugefügt. In dieser Lösung werden 52 g eines mit 1 % DVB vernetzten Polystyrens (0,3-1,2 mm) verrührt und über einen Zeitraum von ca. 4 h ein Gemisch aus 50 ml Monochlordimethyläther, 250g Dichloräthan dosiert. Anschließend wird 4h bei 4O0C, je 1 h bei 50,60 und 7O0C und 4h bei 80°C gerührt. Die erkaltete Reaktionsmischung wird abgesaugt, mit 60%iger und 30%iger H2SO4, sowie mit ges. NaCI-Lösung, Wasser und Methanol gewaschen. Das Endprodukt liefert folgende Analysenwerte:In a sulfonating flask equipped with stirrer, thermometer and reflux condenser, 200 ml of sulfuric acid (96%) are introduced and 5 ml FeCl 3 (1050 g / l) added slowly as a catalyst. 52 g of a polystyrene crosslinked with 1% DVB (0.3-1.2 mm) are stirred in this solution, and a mixture of 50 ml monochlorodimethyl ether, 250 g dichloroethane is metered in over a period of about 4 hours. The mixture is then at 4O 0 C for 4h, stirred at 50.60 and 7O 0 C for 1 h and at 80 ° C for 4 h. The cooled reaction mixture is filtered off, with 60% and 30% H 2 SO 4 , as well as with sat. NaCl solution, water and methanol. The final product provides the following analysis values:
Gesamtgewichtskapazität stark sauer: 0,83 mval/gTotal weight capacity strongly acidic: 0.83 meq / g
Wassergehalt: 44,5%Water content: 44.5%
Innere Oberfläche nach BET: 627,0 mVgInner surface according to BET: 627.0 mVg
Restchlorwert: 3,2%Residual chlorine value: 3.2%
In einen Sulfierkolben gleicher Ausrüstung, wie in Beispiel 1, werden 1000 ml Schwefelsäure (96%ig) vorgelegt und 20ml FeCI3-Lösung langsam hinzugefügt. Anschließend werden 235g Polystyren (0,5-0,8mm) verrührt und ein Gemisch, bestehend aus 800g Dichloräthan und 55ml Monochlordimethyläther, über einen Zeitraum von ca. 5h dosiert. Danach wird noch eine Stunde nachgerührt und nochmals 160ml Monochlordimethyläther dosiert und wiederum eine Stunde nachgerührt. Anschließend wird4h bei 4O0C, je 1h bei 50 und 6O0C, 6h bei 70°C und 2h bei 80°C gerührt. Die erkaltete Reaktionsmischung wird auf der Nutsche getrennt mit 60%iger und 30%iger Schwefelsäure und mit Wasser gewaschen. Die Analyse des Endproduktes lieferte folgende Kennwerte:In a sulphonation flask of the same equipment as in Example 1, 1000 ml of sulfuric acid (96%) are introduced and 20 ml FeCl 3 solution slowly added. Subsequently, 235 g of polystyrene (0.5-0.8 mm) are stirred and a mixture consisting of 800 g of dichloroethane and 55 ml of monochlorodimethyl ether is metered in over a period of about 5 hours. The mixture is then stirred for an hour and dosed again 160ml Monochlordimethyläther and stirred again for one hour. Then stirred wird4h at 4O 0 C, each for 1 hour at 50 and 6O 0 C, 6h at 70 ° C and 2h at 80 ° C. The cooled reaction mixture is separated on the suction filter with 60% and 30% sulfuric acid and washed with water. The analysis of the final product provided the following characteristics:
Gesamtgewichtskapazität stark sauer: 0,56 mval/gTotal weight capacity strongly acidic: 0.56 meq / g
Wassergehalt: 41,2%Water content: 41.2%
Innere Oberfläche nach BET: 694,0 mVgInner surface according to BET: 694.0 mVg
Restchlorwert: 3,4%Residual chlorine value: 3.4%
In einen Reaktionskolben gleicher Ausrüstung, wie in den Beispielen 1 und 2, werden 210 g eines Polymerisates mit einem Vernetzergehalt von 5% Divinylbenzen und einer inneren Oberfläche von 75m2/g vorgelegt und mit einer Mischung aus 1000g Dichloräthan und 160ml Monochlordimethyläther Zh gequollen. Nachfolgend werden 800ml Schwefelsäure (96%ig) und 20ml FeCI3-Lösung gleicher Beschaffenheit, wie in Beispiel 1, dosiert und 4h bei 400C, je 1 h bei 50,60,700C und 8 h bei 8O0C gerührt. Die erkaltete Reaktionsmischung wird wieder auf der Nutsche getrennt und das Endprodukt mit 60%iger, 30%iger Schwefelsäure und Wasser gewaschen. Die Endprodukteigenschaften sind folgende:In a reaction flask of the same equipment, as in Examples 1 and 2, 210 g of a polymer having a crosslinker content of 5% divinylbenzene and an inner surface of 75m 2 / g presented and swelled with a mixture of 1000g dichloroethane and 160ml Monochlordimethyläther Zh . Subsequently, 800ml sulfuric acid (96%) and 20ml FeCl 3 solution of the same nature, as in Example 1, dosed and 4h at 40 0 C, 1 h at 50.60.70 0 C and 8 h at 8O 0 C stirred , The cooled reaction mixture is again separated on the suction filter and the end product is washed with 60% strength, 30% strength sulfuric acid and water. The final product properties are as follows:
Gesamtgewichtskapazität stark sauer: 0,96mval/gTotal weight capacity strongly acidic: 0.96mval / g
Wassergehalt: 59,1 %Water content: 59.1%
Innere Oberfläche nach BET: 587,0 mVgInner surface according to BET: 587.0 mVg
Restchlorwert: 3,2 %Residual chlorine value: 3.2%
In einem Reaktionskolben gleicher Ausrüstung, wie in den vorangegangenen Beispielen, werden 52 g eines Polymerisates gleicher Beschaffenheit, wie in Beispiel 3,2h mit einer Mischung aus 250g Dichloräthan und 40ml Monochlordimethyläther gequollen. Anschließend werden 200 ml Schwefelsäure (90,3%ig) dosiert und die Reaktion bei 40eC 4 h, bei 50,60,70eC je 1 h und 800C 4h ausgeführt. Das Dichloräthan wird bei 88eC 4h abdestilliert und das Endprodukt mit 60%iger, 30%iger Schwefelsäure und Wasser gewaschen. Es hat folgende Endprodukteigenschaften:In a reaction flask of the same equipment as in the preceding examples, 52 g of a polymer of the same type as in Example 3.2h are swollen with a mixture of 250 g of dichloroethane and 40 ml of monochlorodimethyl ether. Subsequently, 200 ml of sulfuric acid (90.3%) are metered in and the reaction at 40 e C for 4 h, at 50,60,70 e C per 1 hour and 80 0 C 4h executed. The dichloroethane is distilled off at 88 e C. for 4 h and the final product washed with 60% hydrochloric, 30% sulfuric acid and water. It has the following end product properties:
Gesamtgewichtskapazität stark sauer: 0,07 mval/gTotal weight capacity strongly acidic: 0.07 meq / g
Wassergehalt: 38,8%Water content: 38,8%
Innere Oberfläche nach BET: 516,0 mVgInner surface according to BET: 516.0 mVg
Restchlorwert: 2,2%Residual chlorine value: 2.2%
In einen Reaktionskolben, wie in den Beispielen 1-4, werden 52g eines Polymerisates (0,3-1,2 mm) mit einem Divinylbenzengehalt von 4,5% und einer inneren Oberfläche von 62mVg vorgelegt und mit einer Mischung aus 220g Dichloräthan und 37ml Monochlordimethyläther 2h gequollen.In a reaction flask, as in Examples 1-4, 52 g of a polymer (0.3-1.2 mm) are presented with a divinylbenzene content of 4.5% and an inner surface of 62mVg and with a mixture of 220g dichloroethane and 37ml Monochlorodimethyl ether 2h swollen.
300ml Schwefelsäure (96%ig) und 5 ml FeCI3-Lösung gleicher Beschaffenheit werden dosiert. Anschließend wird 4 h bei 40"C, je 1 h bei 50,60,70eC und 8 h bei 80eC gerührt. Nachfolgend wird das Dichloräthan abdestilliert bei einer Temperatursteigerung von innerhalb 4 h auf 1000C. Die Aufarbeitung erfolgt wie in Beispiel 4. Die Analyse zeigt folgendes Ergebnis:300 ml of sulfuric acid (96%) and 5 ml of FeCl 3 solution of the same composition are metered. Followed by 4 h at 40 "C, 1 h each at 50,60,70 e C and 8 h at 80 e C is stirred. Subsequently, the dichloroethane is distilled off at a temperature increase within 4 h at 100 0 C. The work-up is carried out as in example 4. The analysis shows the following result:
Gesamtgewichtskapazitätstarksauer: 1,55 mval/gTotal weight capacity maximum: 1.55 meq / g
Wassergehalt: 52,6%Water content: 52.6%
Innere Oberfläche nach BET: 455,0 m2/gInner surface according to BET: 455.0 m 2 / g
Restchlorwert: 0,9 %Residual chlorine value: 0.9%
In einen Sulfierkolben mit Rührer, Thermometer und Destillationsaufsatz werden 77 g eines chlormethylierten Styren-Divinylbenzen-Kopolymeren mit 16,4% Chlor und einem Vernetzeranteil von 3,5% in 190g Dichloräthan 2 h gequollen. Anschließend werden 300 ml Schwefelsäure (98,5%ig) dosiert. Die Reaktion wird je 1 h bei 40,50,60,70 und 6 h bei 85°C ausgeführt. Das Dichloräthan wird anschließend innerhalb von ca. 4 h bei einer Temperatursteigerung bis 1050C abdestilliert. Das auf der Fritte abgetrennte Produkt wird nacheinander mit 60%iger, 30%iger Schwefelsäure, NaCI-Lösung und Wasser gewaschen. Die Analyse liefert folgende Ergebnisse: Gesamtgewichtskapazität stark sauer: 3,81 mval/gIn a sulfonating flask with stirrer, thermometer and distillation head 77 g of a chloromethylated styrene-divinylbenzene copolymers with 16.4% chlorine and a crosslinker content of 3.5% in 190 g of dichloroethane are swelled for 2 h. Subsequently, 300 ml of sulfuric acid (98.5% strength) are metered. The reaction is carried out at 40.50, 60.70 for 1 h and at 85 ° C. for 6 h. The dichloroethane is then distilled off within about 4 hours at a temperature increase to 105 0 C. The product separated on the frit is washed successively with 60% strength, 30% strength sulfuric acid, NaCl solution and water. The analysis gives the following results: Total weight capacity strongly acidic: 3.81 meq / g
Wassergehalt: 42,7%Water content: 42.7%
Innere Oberfläche nach BET: 5,8 mVgInner surface according to BET: 5.8 mVg
Restchlorwert: 2,1 %Residual chlorine value: 2.1%
In einem Sulfierkolben gleicher Ausrüstung, wie in den Beispielen 1-5, werden 210g eines chlormethylierten Styren-Divinylbenzen-Kopolymeren mit einem Chlorwert von 21,8%, einem Vernetzeranteil von 5% und einer inneren Oberfläche von 50,3m2/g in 800g Dichloräthan 2 h gequollen. Anschließend werden 400ml Schwefelsäure (94,8%ig) und 15ml FeCI3-Lösung mit einem Gehalt von 1050 g/l dosiert. Die Reaktion wird je 1 h bei 40,50,60,6h bei 70 und 2 h bei 80 "C ausgeführt. Das überschüssige Dichloräthan und die Schwefelsäure werden scharf abgesaugt, mit Methanol und Wasser gewaschen. Die Analyse liefert folgende Kenndaten:In a sulfonation flask of the same equipment as in Examples 1-5, 210 g of a chloromethylated styrene-divinylbenzene copolymer having a chlorine value of 21.8%, a crosslinker content of 5% and an internal surface area of 50.3 m 2 / g in 800 g Dichloroethane swelled for 2 h. Subsequently, 400 ml of sulfuric acid (94.8%) and 15 ml of FeCl 3 solution with a content of 1050 g / l are metered. The reaction is carried out for 1 h at 40, 50, 60.6 h at 70 and for 2 h at 80 ° C. The excess dichloroethane and the sulfuric acid are carefully filtered off with suction, washed with methanol and water.
Gesamtgewichtskapazität stark sauer: 1,56 mval/gTotal weight capacity strongly acidic: 1.56 meq / g
Wassergehalt: 60,6%Water content: 60.6%
Innere Oberfläche nach BET: 635,0 m2/gInner surface according to BET: 635.0 m 2 / g
Restchlorwert: 2,1 %Residual chlorine value: 2.1%
a) In einer Apparatur, wie in Beispiel 6, werden 77g eines chlormethylierten Styren-Divinylbenzen-Kopolymeren mit einem Chlorwert von 20,8%, einem Vernetzeranteil von 5% und einer inneren Oberfläche von 52 mVg in 200g Dichloräthan 2 h gequollen. Danach werden 300ml Schwefelsäure (98,5%ig) dosiert. Die Reaktion wird je 1 h bei 40,50 und 60 0C und 4 h bei 70 und 6h bei 85 0C ausgeführt. Das Dichloräthan wird innerhalb 2h bei einer Temperatursteigerung bis 105 "C abdestilliert. Das auf der Fritte abgetrennte Produkt wird, wie in Beispiel 6, aufgearbeitet. Folgende Analysenwerte wurden erreicht:a) In an apparatus as in Example 6, 77 g of a chloromethylated styrene-divinylbenzene copolymers having a chlorine value of 20.8%, a crosslinker content of 5% and an inner surface of 52 mVg in 200 g of dichloroethane for 2 h are swollen. Thereafter, 300 ml of sulfuric acid (98.5% strength) are metered. The reaction is carried out each 1 h at 85 0 C at 40,50 and 60 0 C and 4 h at 70 and 6h. The dichloroethane is distilled off within 2 hours at a temperature increase of up to 105 ° C. The product separated off on the frit is worked up as in Example 6. The following analytical values were obtained:
Gesamtgewichtskapazität stark sauer: 3,42 mval/gTotal weight capacity strongly acidic: 3.42 meq / g
Wassergehalt: 58,8%Water content: 58.8%
Innere Oberfläche nach BET: 413,0 mVgInner surface according to BET: 413.0 mVg
Restchlorwert: 2,6%Residual chlorine value: 2.6%
b)-c): Bei gleicher Versuchsdurchführung, aber bei einem Ausgangschlorwert von 18,0 und 14,1 % werden folgende Ergebnisse erhalten:b) -c): The same results are obtained with the same experimental procedure but with an initial sediment value of 18.0 and 14.1%:
Ausgangschlorwert des Polymeren (%): Gesamtgewichtskapazität stark sauer (mva l/g): Wassergehalt (%): Innere Oberfläche nach BET (m2/g): Restchlorwert (%):Initial settling value of the polymer (%): Total weight capacity strongly acidic (mva l / g): Water content (%): Internal surface area according to BET (m 2 / g): Residual chlorine value (%):
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-
1984
- 1984-12-18 DD DD27102084A patent/DD229992B5/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
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