PL65601B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 15.VIII.1972 r. 65601 KI. 12h,3 MKP BOlk 3/10 UKD m-L* 0*3*^..Wspóltwórcy wynalazku: Elzbieta Jaworska, Lech Stolarczyk, Waclaw Zielinski Wlasciciel patentu: Instytut Badan Jadrowych, Warszawa (Polska) Sposób wytwarzania kationowymiennych membran Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kationowymiennych membran jonitowych.Znane sa kationowymienne membrany jonitowe otrzymane z polialkoholu winylowego szczepionego takimi monomerami, jak: kwas akrylowy i meta- krylowy zawierajacy grupy karboksylowe oraz kwas a-fenylowinylofosfonowy zawierajacy grupy fosfo- nowe. Membrany kationowymienne zawierajace grupe sulfonowa mozna wytwarzac poprzez szcze¬ pienie polialkoholu winylowego solami kwasu wi- nylosulfonowego. Otrzymany produkt posiada dobre wlasnosci elektrochemiczne, natomiast slabe wlas¬ nosci mechaniczne.Wszystkie wyzej wymienione metody wymagaja wysokiego stopnia usieciowania polialkoholu winy¬ lowego przeprowadzonego najczesciej przed szcze¬ pieniem. Wysoki stopien usieciowania konieczny do ograniczenia pecznienia otrzymanych blon jest przyczyna kruchosci produktu zarówno w stanie suchym jak i specznionym.Zadaniem wynalazku jest opracowanie metody wytwarzania kationowymiennych membran z gru¬ pami sulfonowymi z polialkoholu winylowego o dobrych wlasnosciach mechanicznych.Cel ten osiagnieto przez wprowadzenie grupy sulfonowej do pierscienia benzenowego styrenu wchodzacego w sklad kopolimeru z polialkoholem winylowym, oraz usieciowanie kopolimeru w lancu¬ chu bocznym. Stopien zaszczepienia styrenem blony z polialkoholu winylowego jest wyzszy niz to jest 10 15 20 25 konieczne do otrzymania membrany o zadanej zdolnosci jonowymiennej. Czesc pierscieni w lan¬ cuchu polistyrenu nie jest wiec podstawiona gru¬ pami sulfonowymi i hydrofobizuje kopolimer. Usie¬ ciowanie produktu w lancuchu bocznym odbywa sie podczas szczepienia przez dodanie do miesza¬ niny szczepiacej obok styrenu dwuwinylobenzenu.Usieciowanie otrzymanego kopolimeru nie wyma¬ ga juz tak wysokiego usieciowania samego poli¬ alkoholu winylowego, a wiec pogorszenie wlasnosci mechanicznych jest znacznie mniejsze niz w do¬ tychczas znanych metodach otrzymywania membran z PAW.Wedlug wynalazku blone z polialkoholu winy¬ lowego szczepi sie w polu promieniowania jonizu¬ jacego styrenem i dwuwinylobenzenem w miesza¬ ninie o skladzie: 20—30% styrenu, w tym 5—20% dwuwinylobenzenu, 65—75% metanolu, 5—8% wo¬ dy i uzyskuje przyrost masy 30—200%, najkorzyst¬ niej 50—100%. Nastepnie kopolimer poddaje sie procesowi acetalowania aldehydami, po którym jego pecznienie w wodzie nie powinno przekra¬ czac 30%. Blone speczniona w chloroformie stabi¬ lizowanym etanolem, sulfonuje sie kwasem chloro- sulfonowym w chloroformie.Stezenie kwasu uzytego do sulfonowania ma za¬ sadniczy wplyw na przebieg procesu sulfonowania; zbyt wysokie stezenie skraca czas reakcji, ale po¬ woduje przebieg niepozadanych reakcji ubocznych.Najkorzystniejsze warunki sulfonowania to 2—10% 6560165601 3 4 roztwór kwasu chlorosulfonowego w stabilizowa¬ nym chloroformie, temperatura pokojowa, czas re¬ akcji 5—25 godzin.Po zakonczeniu reakcji blone plucze sie w roz¬ tworach H2SO4 o malejacym stezeniu, najkorzyst¬ niej poczawszy od 40% w temperaturze 0—15°C.Zmydlanie grup chlorosulfonowych prowadzi sie w 0,1—0,2 n roztworze lugu w temperaturze poko¬ jowej przez kilka lub kilkanascie godzin.Otrzymana membrana kationitowa jest elastycz¬ na, zarówno w stanie suchym, jak i specznionym.Wewnetrzna strukture membrany, a wiec wlasnosci elektrochemiczne mozna zmieniac w szerokim za¬ kresie poprzez zmiane skladu kopolimeru oraz stopnia usieoiowania.Przyklad. Blone z polialkoholu winylowego umieszczono w roztworze o skladzie 20 ml styrenu, 2 ml dwuwinylobenzenu, 6 ml wody i 72 ml meta¬ nolu, speczniano 3 godziny w temperaturze 40°C, szczepiono w polu promieniowania jonizujacego w temperaturze 55°C do uzyskania przyrostu masy 55%, po czym blone acetalowano glioksalem 24 godz. w 20% kwasie siarkowym. Po wyplukaniu blony, speczniono ja w chloroformie stabilizowanym eta¬ nolem i umieszczono w 5% roztworze kwasu chlo¬ rosulfonowego w chloroformie o temperaturze 5°C.Sulfonowanie prowadzono w temperaturze pokojo¬ wej przez 20 godzin. Próbki plukano kolejno w 40%, 20%, 10%, 5% H2SÓ4 o temperaturze 0—15°C i w wodzie, a na koncu w 0,1 n lugu 15 godzin w temperaturze pokojowej. Otrzymana membrana jonitowa posiada nastepujace wlasnosci: Zdolnosc jonowymienna 1,95 mval/g pecznienie 70% liczba przenoszenia oznaczona z EM w 1/0,5 n KC1 0,94 opornosc w 0,1 n KC1 2,5Q cm2 . . PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania kationowymiennych mem¬ bran z polialkoholu winylowego, znamienny tym, ze blone z otrzymanego na drodze radiacyjnej ko¬ polimeru polialkoholu winylowego ze styrenem o zawartosci 5—20% dwuwinylobenzenu, a przyros¬ cie masy po szczepieniu polialkoholu winylowego 30—200%, najkorzystniej 50—100%, po jej zacetalo- waniu sulfonuje sie w 2—10% roztworze kwasu chlorosulfonowego w chloroformie stabilizowanym etanolem w temperaturze pokojowej w czasie 5—25 godzin, a produkt plucze sie kilkakrotnie w roztworach kwasu siarkowego o malejacym ste¬ zeniu, po czym grupy chlorosulfonowe zmydla sie w 0,1—0,2 n roztworze lugu w temperaturze poko¬ jowej przez kilka lub kilkanascie godzin. 10 15 20 Cena zl 10,— RZG — 1065 200 szt. A4 PL PL