RO113993B1

RO113993B1 - Procedeu de obținere a polis

Info

Publication number: RO113993B1
Application number: RO14895091A
Authority: RO
Inventors: Elena Butuc; Emilia Melnic
Original assignee: Inst Chimii Macromolecular
Priority date: 1991-12-16
Filing date: 1991-12-16
Publication date: 1998-12-30

Abstract

Prezenta invenție se referă la un procedeu de obținere a polisulfonelor aromatice în soluție, procedeu care constă în două faze: în prima fază are loc anhidrizarea azeotropă a solventului, iar în a doua are loc policondensarea propriu-zisă dintre bisfenol A și 4,4'-diclordifenilsulfonă în 2 trepte de temperatură. Produsul obținut este folosit la fabricarea membranelor tehnologice.

Description

Prezenta invenție se referă la un procedeu de obținere a polisulfonelor aromatice, în soluție, utilizate la fabricarea membranelor tehnologice.

Polisulfonele aromatice, având proprietăți : fizice chimice, electrice, termice, de înaltă performanță, sunt utilizate în industria electronică, electrotehnică, aeronautică, cât și pentru obținerea membranelor tehnologice.

Procedeele cunoscute, de obținere a polisulfonelor aromatice, constau în policondensarea în mediul inert (azot, argon) a unui bisfenol cu o cantitate echimolară de dihalogenură aromatică, ce conține grupe -S0₂, utilizând ca mediu de reacție un solvent aprotic dipolar, dimetilsulfoxid (DMSO), N-metil pirolidonă (NMP), dimetil acetamidă (DMAc), dimetilformamidă (DMF) și un agent azeotropic, clor benzen (PhCI), toluen, în prezența unui agent alcalin, NaOH (KOH), K₂C0l,, toluen, în prezența unui agent alcalin, NaOH (KOH), K₂C0₃ anhidru etc.

Procedeul general de separare a polimerului solid din soluție constă din coagularea (precipitare) cu nesolvent, de exemplu : tratarea soluției cu un exces de un lichid care este nesolvent pentru polimer (apă, metanol, etanol] dar care este miscibil cu solventul în care s-a efectuat policondensarea.

Separarea polimerului din soluție (coagularea) și apoi uscarea lui la temperatură înaltă și la vid, mărește mult prețul de cost al produsului chimic și complică procedeul de lucru.

Astfel, ΐπ EP 0341473, este descris un procedeu de sulfonare a polieter sultanelor aromatice cu ajutorul trioxidului de sulf, într-un solvent cum ar fi acidul sulfuric concentrat. Produsul obținut este folosit la fabricarea membranelor.

în EP 0264499 este prezentat un procedeu de preparare a rășinilor polieter arilsulfonelor care sunt folosite la prepararea membranelor.

Problema tehnică, pe care o rezolvă invenția, este de a stabili condițiile optime de reacție pentru obținerea polisulfonei cu greutate moleculară înaltă, adecvată pentru membrane tehnologice.

Procedeul conform invenției înlătură dezavantajele menționate, prin aceea că decurge în două faze : în prima are loc anhidrizarea azeotropă a solventului la temperatura de 114 ... 145°C, cu eliminarea urmelor de apă din sulfoxid, a doua constând din policondensarea bisfenolului A cu 4,4'-diclordifenilsulfonă în 2 trepte de temperatură la 140 ... 150°C pentru eliminarea treptată a PhCI, și în a doua treaptă la 1 SO ... 165°C, astfel încât în final reacția se desfășoară într-un amestec de dimetil sulfoxid și clorbenzen, obținându-se o soluție viscoasă de polisulfonă care se răcește la temperatura camerei, se diluează cu clorură de metilen și dimetilsulfoxid, se filtrează iar filtratul se încălzește sub agitare continuă la temperatura de 40 ... 1 35°C obținându-se soluția de polisulfonă de concentrație 10... 1 5 % în dimetilsulfoxid care este utilizată direct la fabricarea membranelor tehnologice.

Procedeul conform invenției prezintă următoarele avantaje :

- permite utilizarea polisulfonei ca atare, sub formă de soluție așa cum rezultă din sinteză ;

- se simplifică procedeul de lucru prin suprimarea fazelor de coagulare (precipitare) și uscare a polimerului ;

- se recuperează integral cantitatea de PhCI și CH₂CI₂ ;

- prin acest procedeu nu rezultă ape reziduale.

în continuare, se prezintă un exemplu de realizare a procedeului conform invenției într-un balon de reacție de 2 I, cu gâturi, prevăzut cu agitator, termometru, tub pentru introducerea azotului, o coloană de fracționare Vigreux (lungimea = 35 cm) în legătură cu un separator de apă DeanStark și condensator vertical (lungimea = 55 cm), vas de colectare a distilatului (PhCI + apă) (Fig.1), baie de ulei, se introduc 136,98 g bisfenol A (0,60 moli], 600 ml DMSO și 400 ml PhCI.

Amestecul de reacție se agită și se încălzește sub atmosferă de azot, la temperatura de 114 ... 145°C, distilându-se PhCI (100 ml) și urmele de apă existente în solventul aprotic dipolar (DMSO) (timp de 1 h). în acest timp, are loc și purjarea reactorului cu azot (eliminarea oxigenului din sistem).

Apoi, amestecul de reațcie se răcește la 110°C (în timp de 30 min), adăugându-se 104,52 g carbonat de potasiu

RO 113993 Bl anhidru (0,60 moli + 26 % exces).

Se ridică temperatura la 140 ...

50°C pentru a distila apa ce rezultă din reacție ca azeotrop cu PhCI (PhCI + apă =

212 ml) (timp de 2 h). Astfel, se formează 5 in situ bisfenolatul alcalin. Apoi, se răcește amestecul de reațcie la 130°C (timp de 30 mm] și se adaugă un amestec nesolvit format din 172,32 g 4,4'-diclorfenilsulfonă (0,60 moli) si 200 ml PhCI. io

Apoi, policondensarea se conduce în 2 stadii de temperatură :

a] 140 ... 1 50°C (timp de 4 h] pentru a elimina treptat PhCI (200 ml)

b) 160 ... 165°C (timp de 12 h] pentru ca 15 în final reacția să aibă loc într-un amestec de DMSO (600 ml) + PhCI (100 ml).

Total timp reacție = 20 h.

Soluția vâscoasă de polimer se răcește la temperatura camerei. Se obțin 20 964 g soluție de polimer (aproximativ 1 I), ce conține 264 g polisulfonă (randament = 100 %); viscozitatea redusă (BV) = 0,55 dl/g (0,2 g/100 ml, CHCI₃, 25°C); (M_n = 42.000; Greutate moleculară medie). 25

Apoi, urmează prelucrarea soluției vâscoase de polimer în vederea eliminării sărurilor (KCI + K₂C0₃ exces) și ajustarea la concentrația optimă pentru obținerea membranelor. 30 în acest scop, se adaugă 896 ml DMSO si 516 ml clorură de metilen.

Amestecul se filtrează , iar filtratul se încălzește sub agitare continuă la temperatura de 40 ... 135°C pentru a distila 35 PhCI + CH₂CI, obținându-se în final 1760 ml soluție de polimer cu concentrația de 15 % în DMSO și care este utilizată pentru prepararea membranelor tehnologice.

Se recuperează : 100 ml PhCI și 516 ml CH₂CI₂ (cantitatea integrală)

Claims

Revendicare

Procedeu de obținere a polisulfonelor aromatice, în soluție, prin policondensarea bisfenolului A cu 4,4'-diclorfenilsulfona, la temperatură, în mediu de solvent aprotic dipolar, cum ar fi dimetilsulfoxid, cu un agent azeotropic cum ar fi clorbenzen, caracterizat prin aceea că decurge în două faze : în prima, are loc anhidrizarea azeotropă a solventului la temperatura de 114 ... 145°C, cu eliminarea urmelor de apă din sulfoxid, a doua constând din policondensarea bisfenolului A cu 4,4'-diclordifenilsulfonă în 2 trepte de temperatură la 140 ... 150°C pentru eliminarea treptată a PhCI, și a doua treaptă la 160 ... 165°C, astfel încât în final, reacția se desfășoară într-un amestec de dimetil sulfoxid și clorbenzen, obținându-se o soluție viscoasă de polisulfonă care se răcește la temperatura camerei, se diluează cu clorură de metilen si dimetiisulfoxid, se filtrează iar filtratul se încălzește sub agitare continuă, la temperatura de 40 ... 135°C, obținându-se soluția de polisulfonă de concentrație 10 ... 1 5 % în dimetilsulfoxid, care este utilizată direct la fabricarea membranelor tehnologice.