PL34459B1 - Sposób wytwarzania zninie jonoczynnych nie rozpuszczalnych iu luodzie - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy wytwarzania nierozpusz¬ czalnych zywic wymieniajacych jony.Na ogól zywice aldehydowo-aminotrójazyno- we, np. zywice melaminowoformaldehydowe, po¬ zornie nie posiadaja wcale zdolnosci wymienia¬ nia jonów albo tez wykazuja te wlasciwosc w stopniu bardzo slabym. Z drugiej strony rózne inne zwiazki w bardzo wysokim stopniu wyka¬ zuja zdolnosc wymieniania jonów, lecz zwiazki takie sa czestokroc nieco rozpuszczalne w wo¬ dzie i z tego wzgledu nie sa odpowiednie do obróbki duzych objetosci wody, zawierajacej jo¬ ny dajace sie usunac.Wynalazek polega na wytwarzaniu jono- czynnych zywic nierozpuszczalnych w wodzie, które mozna stosowac do oczyszczania wody za¬ wierajacej drobne ilosci zanieczyszczen jono¬ wych.Zgodnie z wynalazkiem wytwarza sie nieroz¬ puszczalna w wodzie zywice wymieniajaca jony przez polaczenie odwracalnie reaktywnych jo- noczynnych zywic rozpuszczalnych w wodzie z produktem kondensacji aldehydu z aminotrója- zyna. Stwierdzono, ze polaczenie aldehydowe¬ go produktu kondensacji aminotrójazyny z sub¬ stancja, wymieniajaca jony, nie tylko obniza sklonnosc Jej ostatniej do rozpuszczania sie w wodzie, lecz nie odbiera jej aktywnosci do wy¬ miany jonów.Nastepujace przyklady, w których czesci sa podane w czesciach wagowych, sluza do wyjas¬ nienia wynalazku, nie ograniczajac jego zakre¬ su.Przyklad I. Miesza sie ze soba 126 czes¬ ci melaminy, 122 czesci azotanu guanidyny i 324 czesci 37%-owego wodnego roztworu alde¬ hydu mrówkowego. Do mieszaniny tej dodaje sie 30,5 czesci wodorotlenku sodowego, rozpusz¬ czonych w takiej ilosci wody, aby doprowadzic wartosc pH do 9 — 10. Roztwór gotuje sie pod chlodnica zwrotna w ciagu 1 — 2 godzin, a na¬ stepnie w temperaturze 80°C zakwasza sie 30 czesciami stezonego kwasu solnego (37% HCl w wodzie) rozcienczonego okolo 25 czesciami wo-dy. Gesta ciecz reakcyjna prawie natychmiast scina sie na zel tworzac biala nieprzezroczysta mase. Mase te rozdrabnia sie na ziarna wielkos¬ ci grochu, suszy na powietrzu w ciagu 24 go¬ dzin, a nastepnie w ciagu nocy w temperaturze okolo 60 — 65°C. Nastepnie ogrzewa sie ja w temperaturze nieco wyzszej, np. okolo lOflPC w ciagu okolo 2 godzin. Wytworzony produkt rozciera sie ponownie i przemywa roztworem zasad. Otrzymana zywica jest zupelnie nieroz¬ puszczalna w wodzie i w wysokim stopniu ani- onoczynna. Jest ona szczególnie uzyteczna przy usuwaniu kwasu solnego z wody.Przyklad II. Do mieszaniny, zlozonej z 63 czesci melaminy, 30 czesci mocznika, 122 czesci azotanu guanidyny i 284 czesci aldehy¬ du mrówkowego (37% aldehyd mrówkowy w wo¬ dzie) dodaje sie roztworu zasadowego np. wo¬ dorotlenku sodowego, w takiej ilosci, aby do¬ prowadzic wartosc pH do 8 — 10. Roztwór go¬ tuje sie pod chlodnica zwrotna w ciagu 1 — 4 godzin, a nastepnie w temperaturze okolo 80°C zakwasza sie okolo 55 czesciami kwasu solnego (15 — 20% HCl w wodzie). Gesta ciecz reakcyj¬ na tworzy prawie natychmiast zel, który nastep¬ nie rozciera sie i suszy w temperaturze 50 — 65°C w ciagu 4 — 24 godzin. Nastepnie ogrze¬ wa sie powoli do 100°C i utrzymuje w tej tem¬ peraturze w ciagli okolo 2-ch godzin. Wysuszo¬ ny material rozciera sie ponownie i w razie po¬ trzeby przesiewa, aby otrzymac ziarna o jed¬ nakowej z góry okreslonej wielkosci,, nastepnie przemywa sie rozcienczonym lugiem, w celu usu¬ niecia ewentualnego nadmiaru kwasu, a takze ewentualnie obecnych rozpuszczalnych soli.Otrzymana zywica jest prawie zupelnie nieroz¬ puszczalna i wykazuje w przyblizeniu taka sa¬ ma aktywnosc, jesli idzie o wymiane anionu, jclk zywica w7ytworzona wedlug przykladu I.Pomimo, ze jako material nadajacy nieroz- puszczalnosc, na ogól najlepsze sa zywice me- laminowoformaldehydowe, to jednakze mozna stosowac równiez inne zywice aldehydoweamino trójazynowe. Naleza tutaj zywice, wytwarzane przez kondensacje aldehydu np. mrówkowego, octowego, maslowego, cynamonowego lub fur¬ furolu, z jedna lub kilkoma aminotrójazynami, np. melamina oraz jej pochodnymi takimi, jak 2,4,6-trójetylo- oraz trójfenylotrójamino- 1,3,5- trójazyny. 2,4,6-trójhydrazyno - 7,3,5-trójazyna, jak równiez trójazyny zawierajace jedna albo dwie grupy aminowe takie, jak guanaminy, np. formoguanamina, lauroguanamina, 2-amino- U'U5 -trójazyna oraz produkty ich podstawienia, Oczywiscie w razie potrzeby mozna sie poslugi¬ wac rozmaitymi aminotrójazynami albo ich mie¬ szaninami z jednym aminozwiazkiem albo kil¬ koma innymi aminozwiazkami. Przykladem ta¬ kich mieszanin jest produkt, otrzymywany przez dostatecznie dlugotrwale ogrzewanie dwucyjano- dwuamidu, aby otrzymac znaczna ilosc mela¬ miny lacznie z innymi zwiazkami aminowymi.Mozna stosowac równiez inne zwiazki aminowe w mieszaninie z aminotrójazynami, np. mocznik, tiomocznik lub dwucyjanodwuamid. W niektó¬ rych przypadkach jest rzecza pozadana równiez wprowadzanie w reakcje innych zwiazków z al¬ dehydem mrówkowym lacznie z aminotrójazyna albo mieszanina aminotrójazyn z innymi zwiaz¬ kami aminowymi, np. anilina, fenylenodwuamina lub chinolina.Produkty kondensacji mozna wytwarzac za pomoca jakiegokolwiek odpowiedniego procesu, stosujac pozadane ilosci aldehydu, aminotrójazy- ny albo innych zwiazków reagujacych w propor¬ cjach wynoszacych od 1:1 do 5:1 lub wyzsze. Pro¬ dukty, w których stosunek ilosci amin^trójazyny do ilosci aldehydu mrówkowego zawarty jest w granicach od 1:2 do 1:4 sa najlepsze.Posród zywic aminotrójazynowych. zawiera¬ jacych inne substancje takie, jak mocznik, od¬ powiednie do uzycia sa zywice zawierajace znaczna stosunkowo ilosc aminotrójazyny, np. co najmniej okolo 20% calej ilosci materialu zdolnego do reakcji z aldehydem mrówkowym, co jest warunkiem tworzenia sie produktów o zwiekszonej odpornosci wobec wody i o malej rozpuszczalnosci.Zywica o duzej aktywnosci jonowej powin¬ na byc wytwarzana ze zwiazków zdolnych do wymiany jonów i wzietych w dostatecznej ilos¬ ci. Potrzebna ilosc tych zwiazków waha sie w szerokich granicach, zaleznie od rozpuszczal¬ nosci poszczególnych skladników jonoaktyw- nych, od aktywnosci uzytego zwiazku jonoak- tywnego, ocl stezenia zanieczyszczen jonowych w wodzie przeznaczonej do obróbki itd. Na ogól wystarcza w przyblizeniu od 25% do 75% zwiaz¬ ku jonoczynnego w stosunku do calkowitej ilos¬ ci wagowej obliczonej lacznie z iloscia aldehy¬ dowego produktu kondensacji aminotrójazyny.Zwiazkami aktywnymi, którymi mozna na¬ dac nierozpuszczalnosc za pomoca aminotrójazy¬ nowych produktów kondensacji, sa zwiazki anionoczynne, np. guanidynowoaldeliydowe pro¬ dukty kondensacji (jakie mozna otrzymywac, sto¬ sujac sole guanidyny takie jak azotan lub we¬ glan, jak wskazano w powyzszych przykladach), dwuguanidynowoaldehydowe produkty konden¬ sacji, podstawione dwuguanidyny takie, jak pro¬ dukty kondensacji fenylodwuguanidynowoalde- hydowe, guanidylomocznikowoaldehydowe pro- — 2 — hydowe produkty kondensacji, produkty kon- d.ensacji 5-alkilo-m-fenylenodwuaminy / aldehy¬ dem, anilinowoaldehydowe produkty konden¬ sacji, m-toluidynowóaldehydowe produkty kon¬ densacji, produkty kondensacji symetryczne /72-ksylidyny z aldehydem,potraktowany alkaliami asfalt, jak równiez kationoczynne materialy wy¬ mieniajace, np. zywice wytworzone z kwasów jo-fenolosulfonowych i aldehydu mrówkowego, zywice taninowoformaldehydowe, produkty kon¬ densacji kwasu /-oksybcnzeno-4-sulfonowego z aldehydem mrówkowym, produkty kondensacji kwasu naftalenosulfonowego z aldehydem mrów¬ kowym, produkty kondensacji kwasu /,3-dwu- oksybenzenosulfonowego z aldehydem mrówko¬ wym, produkty kondensacji kwasu 7,2-dwuoksy- benzenosulfonowego z aldehydem mrówkowym, produkty kondensacji -Jtwasu fenantrenosulfono- wego z aldehydem mrówkowym, produkty kon¬ densacji kwasu acenaftenosulfonowego z alde¬ hydem mrówkowym, ammelinowoaldehydowe pro¬ dukty kondensacji, ammelidowoaldehydowe pro¬ dukty kondensacji, produkty kondensacji kwasu cyjanurowego z aldehydem mrówkowym, sulfo¬ nowane asfalty. Te rozmaite aldehydowe pro¬ dukty kondensacji powinny byc najlepiej pro¬ duktami kondensacji z aldehydem mrówkowym.Oczywiscie zamiast aldehydu mrówkowego moz¬ na stosowac jego polimery albo substancje, wy¬ dzielajace aldehyd mrówkowy. Dalej oprócz aminotrójazynowych produktów kondensacji mozna stosowac lacznie inne materialy aktyw¬ ne, np. zeolity, aktywowany wegiel drzewny lub aktywowane glinki.Wytworzone sposobem wedlug wynalazku mieszaniny wymieniajace kwas lub zasade rege¬ neruje sie w zwykly sposób przez traktowanie rozcienczonymi roztworami soli, zasad albo kwa¬ sów. Okazalo sie, ze zdolnosc do wymiany jonów oraz regeneracji materialów aktywnych nie zo¬ staje na ogól obnizona w obecnosci zywic ami- notrójazynowoaldehydowych.Produkty, wytworzone wedlug wynalazku sa uzyteczne do wielu celów w zaleznosci prze¬ de wszystkim do uzytego materialu jonoczynne- :go. Niektóre ich zastosowania podano nizej ty¬ tulem przykladu: a wiec mozna je stosowac do zmiekczania wody, do usuwania kwasu, do oczy¬ szczania soków cukrowych, do oczyszczania wo¬ dy z rur olowianych, do usuwania dwuweglanu, d^ usuwania jonów róznych metali. Innym waz¬ nym zastosowaniem tych produktów jest zasto¬ sowanie icr^ do usuwania i odzyskiwania cen¬ nych kationów albo anionów, np. anionów fos¬ foranowych. Jeszcze innym zastosowaniem tych materialów aktywnych jest odbarwianie roztwc rów zawierajacych zanieczyszczenia organiczna.Niektóre z tych produktów znajduja równiez za¬ stosowanie w procesach adsorbcyjnych, np. w procesie pochlaniania amoniaku, trójetyloaminy, dwutlenku wegla, dwutlenku siarki, chlorowodo¬ ru lub siarkowodoru. Jedna z korzysci stosowa¬ nia zywicowanych srodków do oczyszczania wo¬ dy polega na tym, ze mozna otrzymywac wode obojetna, podczas gdy przy uzyciu wielu innych znanych srodków zmiekczajacych jest to rzecza niemozliwa. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania nierozpuszczalnych w wodzie zywic jonoczynnych, znamienny tym, ze aminotrójazyne, aldehyd i zwiazek posia¬ dajacy grupe guanidynowa kondensuje sie w srodowisku zasadowym, po czym miesza¬ nine reakcyjna zakwasza i ogrzewa dopóty, az otrzyma sie zadana nierozpuszczalna w wodzie jonoczynna zywice w postaci zelu, który ogrzewa sie nastepnie w temperaturze nieco wyzszej od 100°C i w razie potrzeby rozdrabnia.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, 2, znamienny tym, ze kondensacje przeprowadza sie miedzy melamina, aldehydem mrówkowym i azota¬ nem guanidyny.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, 2, znamienny tym, ze kondensacje mieszaniny reakcyjnej prze¬ prowadza sie z dodatkiem innych amino- zwiazków, np. mocznika. American Cyanamid Company Zastepca: inz. W. Zakrzewski rzecznik patentowy Bitk. nr 1 - 15Ó zma. 2104 — 18-6-51 T-3-11582 — 2" 6.52. PL