DE975524C

DE975524C - Ion-exchanging substances for de-watering water

Info

Publication number: DE975524C
Application number: DER3973D
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr Phil Trommsdorff
Original assignee: Roehm and Haas GmbH
Current assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Priority date: 1940-01-10
Filing date: 1940-01-10
Publication date: 1961-12-21

Description

Ionenaustauschende Stoffe zurn Enthärten von Wasser Es sind ionenaustauschende Stoffe bekannt, welche durch Kondensation von Phenolen mit Formaldehyd hergestellt werden. Bei den Kationen-und Wasserstoffionen-Austauscherharzen handelt es sich um solche sauren Charakters vom Bakelittyp, die durch Variation ihrer Zusammensetzung einer vielseitigen Anwendung fähig sind.Ion-exchange substances for softening water They are ion exchangers Known substances which are produced by the condensation of phenols with formaldehyde will. The cation and hydrogen ion exchange resins are about such acidic character of the Bakelite type, obtained by varying their composition are capable of a wide range of applications.

Ebenso ist es bekannt, als ionenaustauschende Stoffe unlösliche carboxylgruppenhaltige, nicht vernetzte Polymerisate organischer ungesättigter Verbindungen zu benutzen (französische Patentschrift 842in5). Diese bekannten Austauscherharze sind jedoch wegen ihres zu hohen Quellungsvermögens als Ionenaustauscher praktisch nicht geeignet. It is also known to use, as ion-exchanging substances, insoluble, carboxyl-containing, to use non-crosslinked polymers of organic unsaturated compounds (French patent 842in5). However, these known exchange resins are practically unsuitable as an ion exchanger because of their excessive swelling capacity.

Wenn es auch bekannt war, organische un-. gesättigte Verbindungen, wie monomere Acrylsäure, durch Vernetzung zu unlöslichen, beschränkt quellbaren Produkten zu polymerisieren (Kern, »Die Kunststoffe«, I938, S. 257 bis 259), so hat es doch nicht nahegelegen, diese an Stelle der in der französischen Patentschrift 842 115 beschriebenen, nicht vernetzten Polymerisate als Ionenaustauscher zu verwenden, da der Vorgang des Ionenaustausches und der des Vernetzens in den Augen des Fachmannes einander sich widersprechen. If it was also known to be organic un-. saturated compounds, like monomeric acrylic acid, through crosslinking to form insoluble, limited swellable To polymerize products (Kern, "Die Kunststoffe", 1938, pp. 257 to 259), see above It wasn’t obvious to use this instead of the one in the French patent specification 842 115 described, non-crosslinked polymers to be used as ion exchangers, because the process of ion exchange and that of crosslinking in the eyes of the expert contradict each other.

Es wurde jedoch gefunden, daß durch entsprechend starke Vernetzung polymerisierbarer Äthylenderivate erhaltene, unlösliche und be- schränkt quellbare carboxylgruppenhaltige Polymerisate brauchbare Ionenaustauscher zum Enthärten von Wasser darstellen. Diese Polymerisate sind völlig wasserunlöslich und sind auch in Form ihrer Alkalisalze nicht oder nur sehr geringfügig in Wasser quellbar. However, it has been found that by means of a correspondingly strong crosslinking polymerizable ethylene derivatives obtained, insoluble and restricts swellable polymers containing carboxyl groups, ion exchangers which can be used for softening of water represent. These polymers are and are completely insoluble in water in the form of their alkali salts not or only very slightly swellable in water.

Geeignete Austauscher der beanspruchten Art sind vernetzte Mischpolymerisate aus Acrylestern, Methacrylestern, Styrol, Vinylchlorid u. a. einerseits, Acrylsäure und Methacrylsäure andererseits, wobei der Anteil an Acrylsäure oder Methacrylsäure zweckmäßigerweise 10 bis 15 I50/o des gesamten Polymerisats nicht übersteigt, weil andernfalls die Wasserlöslichkeit bzw. Quellbarkeit der Alkalisalze dieser Mischpolymerisate für den vorgesehenen Zweck zu groß ist. Auch Mischpolymerisate mit Maleinsäureanhydrid sind brauchbar, die durch Umsetzung mit Alkalien in die entsprechenden Alkalisalze übergeführt werden. Suitable exchangers of the type claimed are crosslinked copolymers from acrylic esters, methacrylic esters, styrene, vinyl chloride and others. on the one hand, acrylic acid and methacrylic acid on the other hand, the proportion of acrylic acid or methacrylic acid expediently does not exceed 10 to 15 I50 / o of the total polymer because otherwise the water solubility or swellability of the alkali salts of these copolymers is too large for its intended purpose. Also copolymers with maleic anhydride can be used by reacting them with alkalis to form the corresponding alkali metal salts be transferred.

Die Vernetzung der Mischpolymerisate aus den genannten Monomeren kann beispielsweise unter Zusatz von Verbindungen mit zwei polymerisationsfähigen Doppelbindungen erfolgen. Die hierbei erhaltenen Austauscherharze sind infolge der Vernetzung in üblichen Lösungsmitteln unlöslich. The crosslinking of the copolymers from the monomers mentioned can, for example, with the addition of compounds with two polymerizable Double bonds take place. The exchange resins obtained in this way are due to the Crosslinking insoluble in common solvents.

Als Verbindungen mit zwei polymerisationsfähigen Doppelbindungen seien genannt: Methacrylsäureallylester, Methacrylsäurevinylester sowie die entsprechenden Acrylester, Divinylbenzol, Glykoldimetharcrylat, Glykoldiacrylat usw. Die unter Mitverwendung dieser Monomeren mit mehreren Doppelbindungen gewonnenen Polymerisate können einen hohen Gehalt an Carboxylgruppen haben, ohne sich in Form ihrer Alkalisalze in Wasser zu lösen oder wesentlich zu quellen. Weiter sind auch vernetzte Polymerisate der Vinylacrylsäure zu nennen, die auch für sich allein schon unlösliche, in Alkalien nur wenig quellende Polymerisate liefern. As compounds with two polymerizable double bonds may be mentioned: allyl methacrylate, vinyl methacrylate and the corresponding Acrylic ester, divinylbenzene, glycol dimethacrylate, glycol diacrylate, etc. The below Use of these monomers with several double bonds obtained polymers can have a high content of carboxyl groups without being in the form of their alkali salts to dissolve in water or to swell significantly. Crosslinked polymers are also available vinyl acrylic acid, which in itself is insoluble in alkalis provide only little swelling polymers.

Vinylacrylsäure kann auch als Komponente in Mischpolymerisaten verwendet werden.Vinyl acrylic acid can also be used as a component in copolymers will.

Besonders gut eignen sich vernetzte Reaktionsprodukte, die aus Polymerisaten und Mischpolymerisaten der Acrylsäure und Methacrylsäure oder anderen polymerisierbaren Carbonsäuren durch Erhitzen mit mehrwertigen Alkoholen, gegebenenfalls unter Zusatz von die Veresterung fördernden Stoffen, erhalten werden. Derartige Produkte sind auch bei sehr hohem Gehalt an Carboxylgruppen selbst in Form ihrer Alkalisalze nur sehr wenig quellbar. Sie haben eine sehr hohe Austauschleistungsfähigkeit und lassen sich gut regenerieren. Crosslinked reaction products obtained from polymers are particularly suitable and copolymers of acrylic acid and methacrylic acid or other polymerizable Carboxylic acids by heating with polyhydric alcohols, optionally with addition of the esterification promoting substances. Such products are even with a very high content of carboxyl groups only in the form of their alkali salts very little swellable. They have a very high exchange efficiency and leave regenerate well.

Auch vernetzte Mischpolymerisate aus z. B. Methacrylsäure und Vinylacetat, in denen dieVinylacetatkomponente zu Vinylalkohol verseift ist, liefern beim Erhitzen unlösliche Harze, die gut brauchbar sind.Also cross-linked copolymers from z. B. methacrylic acid and vinyl acetate, in which the vinyl acetate component is saponified to vinyl alcohol deliver upon heating insoluble resins which are useful.

Beispiel I35 Teile eines Mischpolymerisates aus 60Teilen Methacrylsäure und 40 Teilen Methylmethacrylat werden mit 80 Teilen Glycerin vermischt. Die Mischung wird I6 Stunden auf 2000 C erhitzt. Die auf diese Weise hergestellte körnige Masse wird mit verdünnter Natronlauge übergossen und eine Zeitlang stehengelassen. Es werden von je I00 g des Polymerisates etwa 9 g NaOH aufgenommen. Example I 35 parts of a copolymer composed of 60 parts of methacrylic acid and 40 parts of methyl methacrylate are mixed with 80 parts of glycerol. The mixture is heated to 2000 C for 16 hours. The granular mass produced in this way is doused with dilute sodium hydroxide solution and left to stand for a while. It About 9 g of NaOH are absorbed by 100 g of the polymer.

Das Polymerisat wird dann von der Lauge abgetrennt und mit Wasser gewaschen. Es ist nun gebrauchsfertig.The polymer is then separated from the liquor and washed with water washed. It is now ready to use.

100 g des auf diese Weise hergestellten Polymerisates enthärten 15 1 Wasser von 280 dH. bei einer Durchflußgeschwindigkeit von 1000 com in 4 Minuten auf oO dH. Die Regenerierung des basenaustauschenden Polymerisates wird in üblicher Weise durch Durchlaufenlassen einer Natriumchloridlösung vorgenommen, sie läßt sich innerhalb 30 Minuten bewerkstelligen. Das Polymerisat ist dann wieder calcium- und magnesiumionenaufnahmefähig. Der Gehalt des Rohwassers an organischer Substanz ist nach dem Enthärten praktisch nicht vermehrt. 100 g of the polymer produced in this way soften 15 1 water of 280 dH. at a flow rate of 1000 com in 4 minutes on oO dH. The regeneration of the base-exchanging polymer is carried out in the usual way It can be done by running a sodium chloride solution through it accomplish within 30 minutes. The polymer is then again calcium and able to absorb magnesium ions. The organic matter content of the raw water is practically not increased after softening.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Use of insoluble as a result of crosslinking, carboxyl group-containing Polymerir sat from polymerizable ethylene derivatives as ion-exchanging substances for softening water.

2. Use of polymers according to claim I, characterized in that that polymers are used which, by crosslinking by reaction of carboxyl groups Polmerisate with polyhydric alcohols are obtained.

Documents considered: German Patent No. 544326; Austrian Patent No. I30 660; French patent specification No. 785 940, 815311, 842 115; "Die Kunststoffe", 1938, Vol. 28, pp. 257 to 259.