JPS5825081B2 - Cheretojiyushinoseizohou - Google Patents

Cheretojiyushinoseizohou

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JPS5825081B2
JPS5825081B2 JP12675675A JP12675675A JPS5825081B2 JP S5825081 B2 JPS5825081 B2 JP S5825081B2 JP 12675675 A JP12675675 A JP 12675675A JP 12675675 A JP12675675 A JP 12675675A JP S5825081 B2 JPS5825081 B2 JP S5825081B2
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JP
Japan
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resin
acid
group
formula
reaction
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JP12675675A
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JPS5250391A (en
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角正夫
佐野安雄
有田和弘
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Takeda Pharmaceutical Co Ltd
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Takeda Chemical Industries Ltd
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Publication date
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規キレート樹脂の製造法に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a method for producing a novel chelate resin.

更に詳しくは、本発明は式(I) (式中、R1は水素原子又はメチル基、R2は水素原子
、低級アルキル基又は)・ロゲン原子、Aはアミノアル
キル基)で表わされる構成単位を含有する高分子化合物
とけ)ハロメタンホスホン酸又は(2)ホルマリンと亜
リン酸を反応させることを特徴とするホスホメチルアミ
ノ基を有するキレート樹脂の製造法ならびにこのように
して製造されうるホスホメチルアミノ基を有するキレー
ト樹脂からなる金属補集剤に関する。
More specifically, the present invention contains a structural unit represented by formula (I) (wherein, R1 is a hydrogen atom or a methyl group, R2 is a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a rogene atom, and A is an aminoalkyl group). A method for producing a chelate resin having a phosphomethylamino group, which is characterized by reacting (2) halomethanephosphonic acid or (2) formalin with phosphorous acid, and a phosphomethylamino group that can be produced in this way. The present invention relates to a metal scavenger made of a chelate resin having the following properties.

従来より金属を選択的に吸着捕捉するキレート樹脂とし
ては数多(のものが合成され、その性質が調べられてい
る。
A large number of chelate resins that selectively adsorb and capture metals have been synthesized, and their properties have been investigated.

しかし金属特に重金属一般に対してすぐれた吸着性をも
ち、かつ吸着金属をすみやかに溶離する実用性のあるキ
レート樹脂はわずかである。
However, there are only a few practical chelate resins that have excellent adsorption properties for metals, particularly heavy metals in general, and that can rapidly elute adsorbed metals.

その代表的なものとしてポリスチレン骨格を有し、官能
基としてイミノジ酢酸基あるいはポリエチレンポリアミ
ノ基をもつ樹脂があげられる。
A typical example thereof is a resin having a polystyrene skeleton and an iminodiacetic acid group or a polyethylene polyamino group as a functional group.

これらの樹脂は重金属に対する吸着容量が大きく、吸着
速度も速(、その上溶離再生が容易という特色をもって
いるが、吸着、溶離、再生の工程で樹脂体積が大きな変
化を伴うという欠点を有する。
These resins have a large adsorption capacity for heavy metals, a fast adsorption rate (and easy elution and regeneration), but they have the disadvantage that the resin volume undergoes large changes during the adsorption, elution, and regeneration steps.

例えばイミノジ酢酸基型樹脂はナトリウム型で使用した
場合、金属吸着によりおよそ半分の体積に収縮し、溶離
によりさらに収縮する。
For example, when iminodiacetic acid-based resin is used in the sodium form, it shrinks to about half its volume due to metal adsorption, and further shrinks due to elution.

一方酸型で重金属を吸着させれば40%以上の膨張が起
る。
On the other hand, if heavy metals are adsorbed in the acid form, expansion of 40% or more occurs.

他方ポリエチレンポリアミノ基樹脂の場合、変化度合は
やや小さいが、同様な現象が認められている。
On the other hand, in the case of polyethylene polyamino resin, a similar phenomenon is observed, although the degree of change is slightly smaller.

かかる樹脂体積の大幅な膨張は所定速度で樹脂層に処理
液を通液することを困難にし、この吸着、溶離の際の樹
脂の膨張、収縮が樹脂の破砕につながりその使用寿命を
著るしく短縮して居る。
This large expansion of the resin volume makes it difficult to pass the processing liquid through the resin layer at a predetermined rate, and the expansion and contraction of the resin during adsorption and elution can lead to the resin being crushed, significantly shortening its service life. It's shortened.

一方、ビニルアミン又はエチレンイミンの架橋重合体の
ホスホメチル化によりキレート樹脂が合成されている。
On the other hand, chelate resins have been synthesized by phosphomethylation of crosslinked polymers of vinylamine or ethyleneimine.

ビニルアミン架橋重合体は、ビニルイソシアネートとヘ
キサート5−ジエン−3・4ジオールより合成されるが
、かかる原料は工業的に入手しがたい欠点を有しており
、さらにそれよりのキレート樹脂は金属吸着例えば銅の
吸着により大幅な体積収縮がみとめられ、吸着しない樹
脂と比較すれば、pH6では2分の1にまたpH3では
3分の1となる。
Vinylamine crosslinked polymers are synthesized from vinyl isocyanate and hexate 5-diene-3,4 diol, but such raw materials have the disadvantage of being difficult to obtain industrially, and furthermore, chelate resins made from them have the disadvantage of being difficult to obtain by metal adsorption. For example, significant volumetric shrinkage is observed due to adsorption of copper, and when compared to resins that do not adsorb, the volume shrinks to one-half at pH 6 and one-third at pH 3.

エチレンイミン架橋重合体はその形状を球状さらには巨
大網状構造をもつ球状体にする事は非常に困難で通常は
粒状体として得られるが、この場合充填が理想的に行な
われないためみかゆの単位体積あたりの吸着容量が小さ
く、圧損失が大きく、かつ耐摩耗性が小さいと等欠点が
ある。
It is very difficult to make ethyleneimine cross-linked polymers into spherical shapes or even spherical bodies with a giant network structure, and they are usually obtained as granules, but in this case, filling is not ideal, so it is difficult to make a spherical shape. It has disadvantages such as small adsorption capacity per unit volume, large pressure loss, and low wear resistance.

さらにエチレンイミン架橋重合体からのホスホメチル化
されたキレート樹脂はpHによる体積変化がみとめられ
、中性液中に比べれば、pH2の液中では約10%の収
縮を起すので酸性液による溶離の際好ましくない。
Furthermore, the volume of phosphomethylated chelate resin made from ethyleneimine crosslinked polymers has been observed to change depending on pH, and it shrinks by about 10% in a pH 2 solution compared to a neutral solution, so when eluted with an acidic solution, it shrinks by about 10%. Undesirable.

本発明者らはかかる公知のキレート樹脂の欠点が改善さ
れた新規キレート樹脂の創製を課題として鋭意検討を重
ねた結果式(I)で表わされる構成単位を含有する高分
子化合物と(1)ハロメタンホスホン酸又は(2)ホル
マリンと亜リンを反応させることにより新規キレート樹
脂の製造に成功した。
The present inventors have conducted extensive studies with the aim of creating a new chelate resin that improves the drawbacks of such known chelate resins, and as a result, a polymer compound containing a structural unit represented by formula (I) and (1) halo We succeeded in producing a new chelate resin by reacting methanephosphonic acid or (2) formalin with phosphorous.

本発明者ら国かくして製造されたキレート樹脂が極めて
優れた金属吸着性能を有すること、さらに金属を吸着し
たキレート樹脂を酸で処理すると金属が容易に溶離する
ことを見出した。
The present inventors have discovered that the chelate resin thus produced has extremely excellent metal adsorption performance, and that metals are easily eluted when the chelate resin adsorbing metals is treated with acid.

本発明者らは、さらに金属の吸着、溶離に際して該樹脂
の体積変化が全くないかあるいは極めて少ないことを見
出した。
The present inventors further discovered that there is no or very little change in the volume of the resin upon adsorption and elution of metals.

本発明はさらに検討を重ねて、完成されたものである。The present invention was completed after further study.

上記式中、R2で示される低級アルキル基としてはメチ
ル、エチル等が例示される。
In the above formula, examples of the lower alkyl group represented by R2 include methyl and ethyl.

Aで示されるアミノアルキル基としては、具体的には例
えば(式中、mおよびnは正の整数)で示される基、上
記式中のアミン基、イミノ基の一部がアルキル(たとえ
ばメチル)で置換された基、上記式中CmH2mで示さ
れる直鎖のアルキルが分枝状あるいは環状のアルキルで
置き換えられた基などが例示されるが、要するにAは−
もしくは二以上のアミノ基(−NH2)もしくはイミノ
基(−NH)を有する直鎖、分枝、環状のアルキル基で
あればどのようなものでもよい。
Examples of the aminoalkyl group represented by A include a group represented by (in the formula, m and n are positive integers), an amine group in the above formula, and a group in which part of the imino group is alkyl (for example, methyl). examples include a group substituted with CmH2m in the above formula, a group in which the straight chain alkyl represented by CmH2m is replaced with a branched or cyclic alkyl, etc., but in short, A is -
Alternatively, any linear, branched, or cyclic alkyl group having two or more amino groups (-NH2) or imino groups (-NH) may be used.

式(I)で表わされる構成単位を含有する高分子化合物
は公知化合物であり、その製造方法は従来十分に確立さ
れているからこれら公知方法に従って製造されうる。
The polymer compound containing the structural unit represented by formula (I) is a known compound, and its production method has been well established, so it can be produced according to these known methods.

その一例を挙げると、架橋単量体の存在下又は非存在下
にたとえば式(II) (式中、R1およびR2は前記規定と同一)で示される
芳香族ビニル単量体を重合させるか、あるいは上記芳香
族ビニル単量体と共重合しうる他のビニル単量体とを共
重合させ式(n) (式中、R1およびR2は前記規定と同一)で表わされ
る構成単位を含有する高分子化合物を製造し、これをハ
ロメチル化して式(III )(式中、R1およびR2
は前記規定と同一、Xはハロゲン原子)で表わされる構
成単位を有する高分子化合物を製造し、ついでこれを式
(IV)(式中、Aは前記規定と同一)で示される化合
物と反応させることにより本発明の原料化合物が製造さ
れうる。
For example, an aromatic vinyl monomer represented by formula (II) (wherein R1 and R2 are the same as defined above) is polymerized in the presence or absence of a crosslinking monomer, or Alternatively, a polymer containing a structural unit represented by formula (n) (wherein R1 and R2 are the same as defined above) by copolymerizing the above aromatic vinyl monomer with another copolymerizable vinyl monomer. A molecular compound is prepared and halomethylated to form a compound of formula (III) (wherein R1 and R2
is the same as the above definition, X is a halogen atom), and then this is reacted with a compound represented by formula (IV) (wherein A is the same as the above definition). In this manner, the raw material compound of the present invention can be produced.

第一工程における重合あるいは共重合は架橋単量体の存
在下に行なわれてよい。
The polymerization or copolymerization in the first step may be carried out in the presence of a crosslinking monomer.

かかる式(n)の構成単位を含有する高分子化合物(ベ
ースポリマー)の製造に用いられる芳香族ビニル単量体
には例えばスチレン、α−メチルスチレンおよびパラ位
以外に置換基をもつスチレン誘導体たとえば0−クロル
スチレン、0−ビニルトルエン等力適当であり、共重合
の場合の相手方のビニル単量体としてはメチルメタクリ
レート、酢酸ビニル、アクリロニトリル、アリルグリシ
ジルエーテル等芳香族ビニル単量体と常法により共重合
しうるビニル単量体ならどのようなものでも採用するこ
とができる。
Aromatic vinyl monomers used to produce the polymer compound (base polymer) containing the structural unit of formula (n) include, for example, styrene, α-methylstyrene, and styrene derivatives having substituents other than the para-position, such as 0-chlorostyrene, 0-vinyltoluene, etc. are suitable, and in the case of copolymerization, the other vinyl monomer can be an aromatic vinyl monomer such as methyl methacrylate, vinyl acetate, acrylonitrile, allyl glycidyl ether, etc. by a conventional method. Any copolymerizable vinyl monomer can be used.

重合体の形状としては粒状のもの球状のものいずれも使
い得るが、キレート樹脂として、すぐれた金属吸着能お
よび大きな機械的強度をもたせる為、架橋タイプの球状
体さらにはそれに巨大網状構造をもたせたものがより好
ましい。
Both granular and spherical polymer shapes can be used, but in order to provide excellent metal adsorption ability and high mechanical strength as a chelate resin, cross-linked spherical polymers or even spherical polymers with a giant network structure are used. is more preferable.

従って第一工程の重合は、架橋単量体の存在下に行なっ
てもよ(、架橋単量体としては例えばジビニルベンゼン
、ジビニルトルエン、ジアクリル酸エチレングリコール
、ジメタクリル酸エチレングリコール等のポリビニル単
量体があげられる。
Therefore, the polymerization in the first step may be carried out in the presence of a crosslinking monomer (for example, polyvinyl monomers such as divinylbenzene, divinyltoluene, ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, etc.). I can give you my body.

これらの架橋単量体は芳香族ビニル単量体およびそれと
共重合するビニル単量体に対してO乃至約15モルパー
セント、望ましくは1−10モルパーセントの割合で使
用される。
These crosslinking monomers are used in a proportion of O to about 15 mole percent, preferably 1 to 10 mole percent, based on the aromatic vinyl monomer and the vinyl monomer copolymerized therewith.

通常、粒状重合体は溶液重合法で、球状重合体は懸濁重
合法により製造されるが、これらの重合の際には触媒を
使用することがふつうである。
Particulate polymers are usually produced by solution polymerization, and spherical polymers are produced by suspension polymerization, and catalysts are usually used during these polymerizations.

かかる触媒はビニル重合に汎用されるものから適宜選べ
ばよく、例えば過酸化ベンゾイル、アゾビスイソブチロ
ニトリル、ラウロイルペルオキシド、第三級ブチルペル
オキシド等のラジカル重合触媒が単独使用又は併用され
る。
Such a catalyst may be appropriately selected from those commonly used in vinyl polymerization, and for example, radical polymerization catalysts such as benzoyl peroxide, azobisisobutyronitrile, lauroyl peroxide, and tertiary butyl peroxide may be used alone or in combination.

また懸濁安定剤の使用によって懸濁重合はより円滑に進
行させることができるが、この目的のために例えばポリ
ビニルアルコール、ポリメタクリル酸ナトリウム、ポリ
アクリル酸ナトリウム等が用いられる。
Furthermore, suspension polymerization can proceed more smoothly by using a suspension stabilizer, and for this purpose, for example, polyvinyl alcohol, sodium polymethacrylate, sodium polyacrylate, etc. are used.

粒状重合体は通常の溶液重合法により製造される。Particulate polymers are produced by conventional solution polymerization methods.

すなわち芳香族ビニル単量体および必要に応じて選ばれ
た他のビニル単量体を適当な溶媒中に溶解し、通常ラジ
カル重合触媒の存在下で加熱により重合させる。
That is, an aromatic vinyl monomer and other vinyl monomers selected as necessary are dissolved in a suitable solvent and polymerized by heating, usually in the presence of a radical polymerization catalyst.

重合温度は触媒の分解に十分な程度であればよ(、例え
ば60乃至90℃の範囲が多く用いられる。
The polymerization temperature is sufficient as long as it decomposes the catalyst (for example, a range of 60 to 90°C is often used).

重合溶媒としては使用単量体の種類に応じて、トルエン
、ベンゼン、ジオキサンその他が適宜選択される。
As the polymerization solvent, toluene, benzene, dioxane, etc. are appropriately selected depending on the type of monomer used.

これらの反応により得られた重合体は再沈澱等の方法に
よって精製を行ない、ついで乾燥、粉砕の工程を経て粒
状のベレットポリマーとなる。
The polymer obtained by these reactions is purified by a method such as reprecipitation, and then subjected to drying and pulverization steps to become a granular pellet polymer.

懸濁重合により球状ペースポリマーを製造するには懸濁
安定剤を含む水性媒体中に芳香族ビニル単量体、ビニル
単量体、ポリビニル単量体、ラジカル重合触媒等を加え
、通常60乃至90℃で攪拌下に重合させることによっ
て行なわれる。
To produce a spherical pace polymer by suspension polymerization, an aromatic vinyl monomer, a vinyl monomer, a polyvinyl monomer, a radical polymerization catalyst, etc. are added to an aqueous medium containing a suspension stabilizer, and the polymerization rate is usually 60 to 90%. This is carried out by polymerization at .degree. C. with stirring.

かくして得られた重合体は熱水で十分に洗浄した後乾燥
させる。
The thus obtained polymer is thoroughly washed with hot water and then dried.

これらの球状体に巨大網状構造を与える場合には、一般
に用いられる如く、単量体に対しては溶媒として働き、
重合体に対しては膨潤剤として働らくような液体例えば
イソオクタン、高級アルコール(たとえばオクタツール
)等を重合系に添加するかまたは重合系に適当な線状重
合体(たとえばポリスチレン)を添加しておいて重合反
応終了後にこれを生成共重合体から溶媒で抽出除去する
などの方法によるのがよい。
When giving a giant network structure to these spherical bodies, as is generally used, it acts as a solvent for the monomer,
For the polymer, a liquid that acts as a swelling agent, such as isooctane, higher alcohol (e.g., octatool), etc. is added to the polymerization system, or a suitable linear polymer (e.g., polystyrene) is added to the polymerization system. After the polymerization reaction is completed, it is preferably extracted and removed from the resulting copolymer using a solvent.

か(して得られたベースポリマーのハロメチル化は通常
次のようにして行なわれる。
Halomethylation of the base polymer thus obtained is usually carried out as follows.

すなわちベースポリマーをハロメチル化剤及びルイス酸
型触媒を加え、触媒に応じて冷却或いは加熱して反応を
行なわしめる。
That is, a halomethylating agent and a Lewis acid type catalyst are added to the base polymer, and the reaction is carried out by cooling or heating depending on the catalyst.

使用する)・ロメチル化剤とじてはクロロメチルエーテ
ル、クロロメチルエチルエーテル、ジクロロメチルエー
テル、ブロムメチルエーテル等が挙げられる。
Examples of the methylating agent used include chloromethyl ether, chloromethyl ethyl ether, dichloromethyl ether, and bromomethyl ether.

触媒としては無水塩化亜鉛、塩化アルミニュム、塩化第
二錫等があげられる。
Examples of the catalyst include anhydrous zinc chloride, aluminum chloride, and tin chloride.

溶媒としては例えば二塩化エチレン、四塩化エチレン、
1・1・1−トリクロルエタン等のハロゲン化炭化水素
が好適である。
Examples of solvents include ethylene dichloride, ethylene tetrachloride,
Halogenated hydrocarbons such as 1.1.1-trichloroethane are preferred.

かくして式(m)で示される構成単位を有する高分子化
合物が製造されるが、該高分子化合物は、上記架橋単量
体の存在下あるいは非存在下式(式中、R1、R2およ
びXは前記規定と同意義)で示される芳香族ビニル単量
体(たとえばビニルベンジルクロライド、ビニルベンジ
ルプロマイト等)を重合させるかあるいはこれと上記ビ
ニル単量体と共重合させることにより製造されてもよい
In this way, a polymer compound having a structural unit represented by the formula (m) is produced, and the polymer compound is prepared by the formula (wherein R1, R2 and X are It may be produced by polymerizing an aromatic vinyl monomer (e.g., vinylbenzyl chloride, vinylbenzyl promite, etc.) shown in the same meaning as the above definition, or by copolymerizing it with the above vinyl monomer. .

この場合の単独重合ならびに共重合も公知方法に従って
行なわれてよい。
Homopolymerization and copolymerization in this case may also be carried out according to known methods.

式(m)で表わされる構成単位を有する高分子化合物と
式(IV)で示される化合物との反応は次のようにして
行なわれる。
The reaction between the polymer compound having the structural unit represented by formula (m) and the compound represented by formula (IV) is carried out as follows.

溶媒を用いなくとも行いうるが、好ましくは式(IV)
で示される化合物に不活性な溶媒例えばトルエン、ベン
ゼン、ニトロベンゼン、モノクロルベンゼン、ジオキサ
ン等で充分に膨潤させ、式(IV)で示される化合物を
lト加えて反応させる。
Although it can be carried out without using a solvent, it is preferable to use the formula (IV)
The compound represented by formula (IV) is sufficiently swollen with an inert solvent such as toluene, benzene, nitrobenzene, monochlorobenzene, dioxane, etc., and the compound represented by formula (IV) is added thereto for reaction.

反応に供される式(IV)で示される化合物としては例
えばエチレンジアミンおよびジエチレントリアミン、ト
リエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミンのよ
うなポリエチレンポリアミン及びそのN−モノアルキル
誘導体(たとえばN−メチル誘導体)があげられる。
Examples of the compound represented by formula (IV) to be subjected to the reaction include polyethylene polyamines such as ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, and tetraethylenepentamine, and their N-monoalkyl derivatives (e.g., N-methyl derivatives). .

さらにトリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン
、ペンタメチレンジアミンのようなポリメチレンジアミ
ン及びそのN−モノアルキル(たとえばN−メチル)誘
導体を用いてもよい。
Furthermore, polymethylene diamines such as trimethylene diamine, tetramethylene diamine, pentamethylene diamine, and their N-monoalkyl (eg, N-methyl) derivatives may be used.

要するに分子内・に二以上のアミノ基(−NH2)また
は/およびイミノ基(−NH)を有する化合物ならどの
ようなものでも採用しうる。
In short, any compound having two or more amino groups (-NH2) and/or imino groups (-NH) in the molecule can be used.

かくして得られた式(I)で表わされる構成単位を有す
る高分子化合物のホスホメチル化はハロメタンホスホン
酸或いはホルマリンと亜りん酸を用いたマンニッヒ型反
応のいずれによっても行なワレル。
Phosphomethylation of the polymer compound having the structural unit represented by the formula (I) thus obtained can be carried out by either Mannich type reaction using halomethanephosphonic acid or formalin and phosphorous acid.

先ずハロメタンホスホン酸の場合でアルが、反応は好ま
しくは脱酸剤の存在下に行なわれ、そのような脱酸剤と
してたとえば水酸化ナトリウムの如き、アルカリが挙げ
られる。
First, in the case of halomethanephosphonic acid, the reaction is preferably carried out in the presence of a deoxidizing agent, such as an alkali such as sodium hydroxide.

アルカリを脱酸剤として使用する場合、反応中アルカリ
消費のある間、アルカリを追加して液性を約pH10〜
11程度に保つのが好ましい。
When using an alkali as a deoxidizing agent, add alkali while the alkali is consumed during the reaction to adjust the pH of the liquid to approximately 10~10.
It is preferable to keep it at about 11.

反応溶媒としてはたとえば水が挙げられ、反応温度は通
常約50〜100℃程度より好ましくは約75〜90℃
程度である。
Examples of the reaction solvent include water, and the reaction temperature is usually about 50 to 100°C, preferably about 75 to 90°C.
That's about it.

この反応において、反応率を上げるために第二銅塩およ
び第二銅錯体例えば銅−酒石酸錯体を添加してもよい。
In this reaction, cupric salts and cupric complexes such as copper-tartaric acid complexes may be added to increase the reaction rate.

ハロメタンホスホン酸は下記するように式(I)で表わ
される構成単位を含有する高分子化合物分子内のアミン
基またはイミノ基と反応してホスホメチルアミノ基を形
成する。
Halomethanephosphonic acid reacts with the amine group or imino group in the polymer compound molecule containing the structural unit represented by formula (I) to form a phosphomethylamino group as described below.

従って、ハロメタンホスホン酸と式(■)で表わされる
構成単位を含有する高分子化合物との使用害拾は原料高
分子化合物のアミノ基または/およびイミノ基一部又は
全部がホスホメチルアミン化されるよう選択すればよい
Therefore, the disadvantage of using halomethanephosphonic acid with a polymer compound containing the structural unit represented by formula (■) is that some or all of the amino groups and/or imino groups of the raw material polymer compound are converted into phosphomethylamine. You can choose to do so.

ホルマリンと亜リン酸によるホスホメチル化はいわゆる
マンニッヒ反応に従って行なわれる。
Phosphomethylation with formalin and phosphorous acid is carried out according to the so-called Mannich reaction.

その好ましい実施の態様を示すと、式(I)で示される
構成単位を含有する高分子化合物を水中に懸濁して膨潤
させ、少量の鉱酸たとえば塩酸、硫酸等の存在下にホル
マリンおよび亜リン酸と反応させ、必要に応じては攪拌
しつつ反応を行なう。
In a preferred embodiment, a polymer compound containing the structural unit represented by formula (I) is suspended in water and swollen, and formalin and phosphorus are added in the presence of a small amount of mineral acid such as hydrochloric acid and sulfuric acid. The mixture is reacted with an acid, and the reaction is carried out with stirring if necessary.

反応温度は反応の進行する程度であればよいが、好まし
くは70℃以上である。
The reaction temperature may be at a level that allows the reaction to proceed, but is preferably 70°C or higher.

ホルマリンの添加は七−挙に行なってもあるいは徐々に
滴下してもよい。
Formalin may be added all at once or may be added dropwise gradually.

上記反応によりアミノ基または/およびイミノ基が下記
するようにホスホメチルアミノ基に転換される。
The above reaction converts the amino group and/or imino group into a phosphomethylamino group as described below.

従って、反応試薬の量は反応式に従って、原料高分子物
質のアミン基または/およびイミノ基の一部もしくは全
部がホスホメチルアミノ化されるよう選択すればよい。
Therefore, the amount of the reaction reagent may be selected according to the reaction formula so that some or all of the amine groups and/or imino groups of the raw polymeric substance are phosphomethylaminated.

本発明の方法によって得られたキレート樹脂は水に対し
て大きな親和性を有ししたがって重金属イオンの水溶液
とのなじみがよい。
The chelate resin obtained by the method of the present invention has a high affinity for water and is therefore compatible with aqueous solutions of heavy metal ions.

また多種類の重金属例えばカドミウム、銅、マンガン、
ニッケル、亜鉛等に対して大きな吸着容量を示し、また
吸着速度も太きい。
In addition, many types of heavy metals such as cadmium, copper, manganese,
It exhibits a large adsorption capacity for nickel, zinc, etc., and also has a high adsorption rate.

さらにそれら重金属を吸着した樹脂は室温下で酸(より
詳しくはH+)によりすみやかに脱離し、くり返し使用
が可能である。
Furthermore, the resin that has adsorbed these heavy metals can be quickly desorbed by acid (more specifically, H+) at room temperature, and can be used repeatedly.

さらに上述したように本発明の方法にもとづ℃・て製造
されたキレート樹脂は酸型のままでも重金属イオンに対
してすぐれた吸着性能を示すので樹脂をアルカリ水溶液
で処理して一旦金属捕捉基(ホスホメチルアミノ基)を
アルカリ塩型にした後、被吸着液を通液するという処理
工程をとり入れる必要がない。
Furthermore, as mentioned above, the chelate resin produced at °C according to the method of the present invention exhibits excellent adsorption performance for heavy metal ions even in its acid form. There is no need to introduce a treatment step of converting the group (phosphomethylamino group) into an alkali salt form and then passing the adsorbed liquid through it.

しかも酸型にした樹脂が重金属イオンを吸着する場合樹
脂の体積は全く変化しないか体積変化が極めて少ないと
いう特長は実用上極めて犬ぎな利点である。
Furthermore, when the resin in the acid form adsorbs heavy metal ions, the volume of the resin does not change at all or the volume change is extremely small, which is an extremely practical advantage.

すなわち従来存在するキレート樹脂(たとえばイミノジ
酢酸型キレート樹脂:を例えば酸型にして重金属イオン
溶液を通液すると重金属イオンが吸着するにつれて樹脂
体積が40%以上も膨張する為、当初の通液速度を保つ
ことが出来ず、場合によっては逆洗のような操作も必要
とされるのである。
In other words, when a conventional chelate resin (for example, an iminodiacetic acid type chelate resin) is made into an acid form and a heavy metal ion solution is passed through it, the resin volume expands by more than 40% as the heavy metal ions are adsorbed, so the initial flow rate must be adjusted. In some cases, operations such as backwashing are required.

さらに本発明のキレート樹脂においては吸着後樹脂から
の重金属の脱離の場合においても、上述のごとく室温下
で酸により容易に行なわれるが、吸着の場合と同様体積
変化は極めて少ないか全く認められない。
Furthermore, in the case of desorption of heavy metals from the resin after adsorption in the chelate resin of the present invention, this can be easily carried out using an acid at room temperature as described above, but as in the case of adsorption, the volume change is extremely small or not observed at all. do not have.

このように処理全工程を通じて、体積変化がないかある
いは極めて少ないので通液に際して特別な装置や操作を
必要とせず、また樹脂球の破さいも起らないことから樹
脂の耐久性は著るしく向上する。
Throughout the entire treatment process, there is no or very little change in volume, so no special equipment or operations are required to pass the liquid through, and the resin spheres do not break, making the resin extremely durable. improves.

次に実施例により本発明の方法を更に詳しく述べる。Next, the method of the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

実施例 1 (a) ベースポリマー ポリビニルアルコール0.125 fを蒸留水1007
711に加え50℃で充分に溶解させる。
Example 1 (a) Base polymer polyvinyl alcohol 0.125 f to distilled water 1007
711 and sufficiently dissolve at 50°C.

ついで全体を加熱して内温な80℃にあげる。Then heat the whole thing up to an internal temperature of 80℃.

あらかじめ調整しておいたスチレン20.OS’、ジビ
ニルベンゼン2.2り、イソオクタン10.OS’過酸
化ベンゾイル0.300Pよりなる混合物を一度に添加
し、混合物を80℃に保ちかきまぜながら10時間反応
させる。
Styrene prepared in advance 20. OS', divinylbenzene 2.2, isooctane 10. A mixture consisting of 0.300 P of OS' benzoyl peroxide is added all at once, and the mixture is kept at 80°C and reacted for 10 hours with stirring.

反応終了後、攪拌しながら徐冷し、ポリマーをろ取した
後熱水で充分に洗浄し減圧加熱下に乾燥させる。
After the reaction is completed, the mixture is slowly cooled with stirring, and the polymer is filtered off, washed thoroughly with hot water, and dried under reduced pressure and heat.

得られたベースポリマーは白色不透明の巨大網状構造を
もつ球状微粒子である。
The obtained base polymer is white opaque spherical fine particles with a giant network structure.

(b) キレート樹脂 篩分けにより得られた16−48メツシユのベースポリ
マ−51をクロロメチルエーテル15m1、四塩化エチ
レン5ynl中に懸濁、膨潤させ、しかる後無水塩化亜
鉛3fを添加し、50℃で10時間反応を行なう。
(b) Base polymer 51 with a 16-48 mesh obtained by sieving the chelate resin was suspended and swollen in 15 ml of chloromethyl ether and 5 ynl of ethylene tetrachloride, then 3 f of anhydrous zinc chloride was added, and the mixture was heated at 50°C. The reaction was carried out for 10 hours.

反応後樹脂をろ取しアセトン次で水で充分に洗浄し、減
圧加熱下に乾燥させる。
After the reaction, the resin is collected by filtration, thoroughly washed with acetone and then water, and dried under reduced pressure and heat.

このようにして得られたクロロメチル化樹脂5yにベン
ゼン507711を加え一夜放置し充分に膨潤させた後
30m1のエチレンジアミンを加え80℃で5時間反応
する。
Benzene 507711 was added to the chloromethylated resin 5y thus obtained, and the resin was allowed to swell overnight. After that, 30 ml of ethylenediamine was added and the mixture was reacted at 80° C. for 5 hours.

このようにして得られたアミン化樹脂3′i?、水10
m1を冷却管をとりつけたフラスコに秤取し懸濁膨潤さ
せ、ついで亜りん酸151、濃塩酸15m1.37%ホ
ルマリン溶液30m1を冷却管をとりつけたフラスコに
秤取し、105℃に保った油浴上で25時間反応させる
Aminated resin 3′i? obtained in this way? , water 10
ml was weighed into a flask equipped with a cooling tube and allowed to suspend and swell, and then 15ml of phosphorous acid, 15ml of concentrated hydrochloric acid, and 30ml of a 37% formalin solution were weighed into a flask equipped with a cooling tube, and the oil was kept at 105°C. React on bath for 25 hours.

反応後樹脂をろ取した後熱水で充分に洗浄し、減圧加熱
下に乾燥させると微黄色不透明のキレート樹脂が得られ
る。
After the reaction, the resin is collected by filtration, thoroughly washed with hot water, and dried under reduced pressure and heat to obtain a slightly yellow and opaque chelate resin.

(c) 各種金属吸着容量 酢酸−酢酸ナトリウム緩衝液(pH4,60)を10容
量%含み、それぞれ8ミリモル/lの金属イオン6種の
溶液を調整する。
(c) Adsorption Capacity for Various Metals Six types of metal ion solutions containing 10% by volume of acetic acid-sodium acetate buffer (pH 4,60) and 8 mmol/l each were prepared.

(b)項で得られたキレート樹脂50m9と金属溶液2
0rulを遠沈管に精秤し室温下で工時間振盪した後、
ろ別しろ液15m1を秤取し残存金属含量から吸着容量
を求める。
Chelate resin 50m9 obtained in section (b) and metal solution 2
After precisely weighing 0rul into a centrifuge tube and shaking it at room temperature for an hour,
Weigh out 15 ml of the filtered filtrate and determine the adsorption capacity from the residual metal content.

結果は次の通りである。吸着容量(ミリモルダグ樹脂) Ca O,45Mn 0.57 Cb O,73Ni O,82 Cu 1.01 Zn O,78*(d)
カラム吸着 内径6mm長さ1501mのガラス製カラムに(b)項
で得られた樹脂1.2 f (3,111Ll)を充填
する。
The results are as follows. Adsorption capacity (mmoldag resin) Ca O, 45 Mn 0.57 Cb O, 73 Ni O, 82 Cu 1.01 Zn O, 78 * (d)
Column adsorption A glass column with an inner diameter of 6 mm and a length of 1501 m is filled with 1.2 f (3,111 Ll) of the resin obtained in section (b).

酢酸−酢酸ナトリウム緩衝液(pH4,60)10容量
パーセントを含む4ミリモル/lの銅溶液を5VIOの
速度で流下させる。
A 4 mmol/l copper solution containing 10 volume percent of acetic acid-sodium acetate buffer (pH 4,60) is flowed down at a rate of 5 VIO.

所定液量を通液後SV5で30m1の2N硫酸で溶離し
、樹脂の再生を行なう。
After passing a predetermined amount of liquid, the resin is eluted with 30 ml of 2N sulfuric acid at SV5 to regenerate the resin.

ついでSV5で307711の水でカラム洗浄を行なう
と樹脂は再使用可能となる。
The resin can then be reused by washing the column with 307711 water using SV5.

ニッケル、カドミウム、亜鉛についても同様の吸着試験
をくり返した。
Similar adsorption tests were repeated for nickel, cadmium, and zinc.

通過液につき漏出率を求め以下の結果を得た。The leakage rate was determined for the passing liquid and the following results were obtained.

これらのカラム試験において樹脂の体積変化は全く認め
られない。
No volume change of the resin is observed in these column tests.

実施例 2 ポリビニルアルコール0.125Pを純水100m1に
加え溶解する。
Example 2 0.125P of polyvinyl alcohol is added to 100ml of pure water and dissolved.

実施例1(a)項同様にスチレン20.0P、ジビニル
ベンゼン1.0り、過酸化ベンゾイル0.300S’か
らなる混合液を反応させ透明の球状重合体を得る。
As in Example 1 (a), a mixture of 20.0 P of styrene, 1.0 P of divinylbenzene, and 0.300 S' of benzoyl peroxide is reacted to obtain a transparent spherical polymer.

篩分けで得られた32−48メツシユのペースポリマー
21を21テトラクロロエチレン中で加温膨潤させ、4
1のクロロメチルエーテルと0.51の無水塩化亜鉛を
加え50℃で10時間反応させる。
The 32-48 mesh Pace Polymer 21 obtained by sieving was heated and swollen in 21 tetrachlorethylene.
1 of chloromethyl ether and 0.51 of anhydrous zinc chloride were added and reacted at 50°C for 10 hours.

冷水50TLlを加えろ過し充分に水洗する。Add 50 TL of cold water, filter, and rinse thoroughly.

このようにして得られたアミン化樹脂2.5り、水10
7711を冷却管をとりつけたフラスコに秤取し懸濁膨
潤させ、次でクロロメタンホスホン酸6.01加え、5
Nの水酸化ナトリウムで液性をpH10,5に調整する
2.5 parts of the aminated resin thus obtained, 10 parts of water
7711 was weighed into a flask equipped with a condenser tube, suspended and swollen, and then 6.01 of chloromethanephosphonic acid was added.
Adjust the pH to 10.5 with N sodium hydroxide.

90−100℃に保った油浴上で液性なpH1O−11
に保ちつつ20時間反応させる。
Liquid pH 1O-11 on an oil bath kept at 90-100℃
Let it react for 20 hours while maintaining the temperature.

反応後樹脂なろ取した後、熱水にて充分洗浄し減圧加熱
下に乾燥させると微黄色透明のキレート樹脂が得られる
After the reaction, the resin is collected by filtration, thoroughly washed with hot water, and dried under reduced pressure and heat to obtain a slightly yellow transparent chelate resin.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (式中、R1は水素原子又はメチル基、R2は水素原子
、低級アルキル基又は塩素原子、Aはアミノアルキル基
)で表わされる構成単位を含有する高分子化合物と(1
)・・ロメタンホスホン酸又は(2)ホルマリンと亜リ
ン酸を反応させることを特徴とするホスホメチルアミノ
基を有するキレート樹脂の製造法。
(wherein, R1 is a hydrogen atom or a methyl group, R2 is a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a chlorine atom, and A is an aminoalkyl group);
)... A method for producing a chelate resin having a phosphomethylamino group, which comprises reacting lomethanephosphonic acid or (2) formalin with phosphorous acid.
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