RU2447103C2 - Композиция для получения катионообменного волокнистого материала - Google Patents
Композиция для получения катионообменного волокнистого материала Download PDFInfo
- Publication number
- RU2447103C2 RU2447103C2 RU2010125269/05A RU2010125269A RU2447103C2 RU 2447103 C2 RU2447103 C2 RU 2447103C2 RU 2010125269/05 A RU2010125269/05 A RU 2010125269/05A RU 2010125269 A RU2010125269 A RU 2010125269A RU 2447103 C2 RU2447103 C2 RU 2447103C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- cation
- fibre material
- formalin
- exchange
- Prior art date
Links
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 title abstract description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title abstract description 6
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 claims abstract description 18
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- FEPBITJSIHRMRT-UHFFFAOYSA-N 4-hydroxybenzenesulfonic acid Chemical compound OC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 FEPBITJSIHRMRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 abstract description 5
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000003973 paint Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000271 synthetic detergent Substances 0.000 abstract description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 2
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-N sulfonic acid Chemical compound OS(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 abstract 1
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 4
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- 239000012765 fibrous filler Substances 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- WHOZNOZYMBRCBL-OUKQBFOZSA-N (2E)-2-Tetradecenal Chemical compound CCCCCCCCCCC\C=C\C=O WHOZNOZYMBRCBL-OUKQBFOZSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005115 demineralization Methods 0.000 description 1
- 230000002328 demineralizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 125000003010 ionic group Chemical group 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1-sulfonic acid Chemical compound C1=CC=C2C(S(=O)(=O)O)=CC=CC2=C1 PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 229940044654 phenolsulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 125000000020 sulfo group Chemical group O=S(=O)([*])O[H] 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
Abstract
Композиция предназначена для получения катионообменного волокнистого материала, используемого в процессах водоподготовки и при очистке промышленных сточных вод. Композиция также применяется для умягчения и деминерализации воды, в производстве синтетических моющих средств, в лакокрасочной промышленности, промышленности полимерных материалов. Композиция состоит из парафенолсульфокислоты и формалина. Композиция дополнительно содержит наполнитель - базальтовую вату. При этом базальтовую вату предварительно подвергают термообработке в течение 1 часа при температуре 350-450°С и последующей СВЧ-обработке при мощности 180 или 750 Вт в течение 30 секунд. Содержание компонентов следующее, мас.%: парафенолсульфокислота - 50÷55,8, формалин - 40,9÷35,1; базальтовая вата - 9,1. Композиция позволяет синтезировать катионообменный волокнистый материал с повышенным комплексом свойств. В частности, с более низким значением показателя окисляемости фильтрата, более высоким показателем удельного объема катионита, с повышенной динамической обменной емкостью и повышенной осмотической стабильностью катионита. 1 табл., 4 пр.
Description
Разработанная композиция предназначена для получения катионообменного волокнистого материала, используемого для очистки промышленных сточных вод от мономеров - в производстве химических волокон; от красителей и их компонентов - в лакокрасочном производстве; от синтетических поверхностно-активных веществ - в производстве синтетических моющих средств; от нефтепродуктов - на автозаправочных станциях; для умягчения и деминерализации воды - в системах технического водообеспечения; от взвешенных частиц и механических примесей, дисперсных железноокисных соединений.
Известна композиция для получения катионообменной смолы Katex FN, имеющая в своем составе фенолсульфокислоту, нафталинсульфокислоту, формальдегид.
Недостатком катионита Katex FN является низкое значение статической обменной емкости (СОЕ=0,54 мг-экв/г) [1].
Известна композиция, предназначенная для получения полимерной пресс-композиции с катионообменными свойствами. Катионообменную матрицу синтезируют на поверхности и в структуре волокнистого наполнителя после пропитки его пропиточным раствором. Композиция содержит в своем составе формалин, парафенолсульфокислоту и волокнистый наполнитель при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%:
- парафенолсульфокислота - 30,12;
- формальдегид - 63,63;
- волокно - 6,25.
Материал характеризуется статической обменной емкостью 2,1-2,3 мг-экв/г.
Недостатком является низкое значение статической обменной емкости [2].
Наиболее близкой по составу и выполняемым функциям к изобретению является композиция для получения катионообменной смолы - КУ-1 [2]. Исходная композиция содержит в своем составе формалин, парафенолсульфокислоту, при следующем соотношении компонентов ионообменной матрицы, мас.%:
- парафенолсульфокислота - 61,4;
- формалин - 38,6.
Катионообменная смола, полученная из данной композиции, относится к типу бифункциональных сильнокислотных сульфокатионитов поликонденсационного типа с фенолоформальдегидной катионообменной матрицей. Имеет два вида ионогенных групп: сульфогруппу SO3Н и гидроксильную группу ОН.
Основным недостатком композиции для получения прототипа является низкое значение таких параметров, как удельный объем ионита, динамическая обменная емкость, осмотическая стабильность и высокое значение показателя окисляемости фильтрата
Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение показателя окисляемости фильтрата, увеличение удельного объема катионита, повышение его динамической обменной емкости и повышение осмотической стабильности катионообменного волокнистого материала.
Поставленная задача решается за счет того, что композиция для получения катионообменного волокнистого материала, содержащая парафенолсульфокислоту и формалин, дополнительно содержит наполнитель - базальтовую вату, предварительно подвергнутую термообработке в течение 1 часа при температуре 350-450°С и последующей СВЧ-обработке при мощности излучения 180 Вт или 750 Вт в течение 30 секунд, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
парафенолсульфокислота - 50÷55,8;
формалин - 40,9÷35,1;
базальтовая вата - 9,1.
Предлагаемую композицию и конечный катионообменный волокнистый материал получают следующим образом (свойства катионообменного волокнистого материала представлены в таблице 1).
Пример 1.
Парафенолсульфокислоту при интенсивном перемешивании и постоянном охлаждении вводят в формалин. Затем полученным пропиточным раствором пропитывают базальтовую вату, предварительно подвергнутую термообработке при 400°С в течение 1 часа и последующей СВЧ-обработке в течение 30 секунд при мощности излучения 750 Вт. Пропитку пропиточным раствором проводят в течение 2 минут. Затем поэтапно проводят синтез олигомеров в структуре и на поверхности базальтовой ваты, после этого материал подвергают грубому измельчению, проводят сушку, осуществляют отверждение материала с формированием сетчатой трехмерной структуры. Полученный катионообменный волокнистый материал измельчают. Затем проводят отмывку полученного материала и последующее центрифугирование для удаления оставшейся влаги.
Состав композиции, мас.%:
парфенолсульфокислота - 50÷55,8;
формалин - 40,9÷35,1;
базальтовая вата - 9,1.
Пример 2.
Состав композиции и режим СВЧ-обработки базальтовой ваты по примеру 1, отличается тем, что термическую обработку базальтовой ваты проводят при температуре 450°С.
Пример 3.
Состав композиции и режим СВЧ-обработки базальтовой ваты по примеру 1, отличается тем, что термическую обработку базальтовой ваты проводят при температуре 350°С.
Пример 4.
Состав композиции и режим термообработки базальтовой ваты по примеру 1, отличается тем СВЧ-обработку проводят при мощности излучения 180 Вт.
Применение термообработки базальтовой ваты при температуре менее 350°С будет не эффективным, так как поверхность базальтовой ваты в таком случае не достаточно очищается от нанесенного на него апрета, а применение термообработки базальтовой ваты при температуре температуры выше 450°С будет приводить к охрупчиванию и последующему разрушению волокнистого наполнителя. Выход за пределы указанных значений температур приведет к ухудшению основных свойств ионообменного материала
Обработку базальтовой ваты СВЧ-излучением проводят при мощности 750 Вт и 180 Вт в течение 30 секунд. Применение других значений мощностей обработки ваты СВЧ-облучением приводит к снижению основных показателей, что подтверждается экспериментально.
В композиции содержится 9,1% по массе базальтовой ваты. При этом увеличение процентного содержания количества пропиточного раствора в композиции приведет к тому, что часть пропиточного раствора останется не поглощенной базальтовой ватой, в результате чего на поверхности полученного катионообменного волокнистого материала образуется легко удаляемый ионообменный слой, что приводит к перерасходу компонентов пропиточного раствора.
Уменьшение процентного содержания количества пропиточного раствора в композиции приведет к недостаточной пропитке базальтовой ваты, уменьшению доли ионообменной матрицы в катионообменном волокнистом материале. Таким образом, отклонение от заданных значений соотношений компонентов (базальтовая вата - пропиточный раствор) в композиции приводит к снижению комплекса свойств получаемого катионообменного волокнистого материала, что подтверждается экспериментально.
Данная композиция позволяет синтезировать катионообменный волокнистый материал с повышенным комплексом свойств.
В частности, с более низким значением показателя окисляемости фильтрата, снижение данного показателя говорит об уменьшении не прореагировавших низкомолекулярных соединений, которые затем попадают в очищаемую воду; более высоким показателем удельного объема ионообменного полимерного материала, что свидетельствует об увеличении пористости, поверхности контакта катионообменного волокнистого материала, повышении доступности функциональных групп, что, в свою очередь, приводит к возрастанию значения динамической обменной емкости - показателя, непосредственно связанного со способностью материала производить очистку загрязненных вод в динамических условиях; повышенным значением показателя осматической стабильности, что указывает на возрастание способности зерен ионита не подвергаться разрушению при многократных изменениях их объема в процессе работы.
Источники информации
1. Справочник химика. - Изд. 2-е, пер. и доп. - том 4. / Под ред. Б.П.Никольского. - М.: Химия. - 1966.
2. Технология пластических масс / под ред. В.В.Коршака. - М.: Химия, 1972. - 616 с.
| Таблица 1. | ||||||
| № | Характеристика | прототип | пример 1 | пример 2 | пример 3 | пример 4 |
| 1 | Плотность, кг/м3 | 1570 | 1350 | 1415 | 1475 | 1390 |
| 2 | Статическая обменная емкость, мг-экв/г | 3,6 | 2,7 | 2,3 | 2,0 | 2,4 |
| 3 | Окисляемость фильтрата | 1,83 | 1,7 | 1,7 | 1,75 | 1,8 |
| 4 | Удельный объем ионита в Н-форме, см3/г | 3,2 | 4,4 | 3,9 | 3,7 | 4 |
| 5 | Динамическая обменная емкость, мг·моль/дм3 | 565 | 920 | 716 | 650 | 765 |
| 6 | Осмотическая стабильность, % | 92 | 99 | 97 | 98 | 99 |
Claims (1)
- Композиция для получения катионообменного волокнистого материала, состоящая из парафенолсульфокислоты и формалина, отличающаяся тем, что дополнительно содержит наполнитель - базальтовую вату, предварительно подвергнутую термообработке в течение 1 ч при температуре 350-450°С и последующей СВЧ-обработке при мощности излучения 180 Вт или 750 Вт в течение 30 с при следующем соотношении исходных компонентов композиции, мас.%:
Парафенолсульфокислота 50-55,8 Формалин 40,9-35,1 Базальтовая вата 9,1
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010125269/05A RU2447103C2 (ru) | 2010-06-18 | 2010-06-18 | Композиция для получения катионообменного волокнистого материала |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010125269/05A RU2447103C2 (ru) | 2010-06-18 | 2010-06-18 | Композиция для получения катионообменного волокнистого материала |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010125269A RU2010125269A (ru) | 2011-12-27 |
| RU2447103C2 true RU2447103C2 (ru) | 2012-04-10 |
Family
ID=45782218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010125269/05A RU2447103C2 (ru) | 2010-06-18 | 2010-06-18 | Композиция для получения катионообменного волокнистого материала |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2447103C2 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102887585A (zh) * | 2012-10-17 | 2013-01-23 | 艾特克控股集团有限公司 | 一种水质净化用玄武岩纤维载体表面改性的方法 |
| RU2524393C1 (ru) * | 2013-01-09 | 2014-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." | Композиция для получения катионообменного волокнистого материала |
| RU2851589C1 (ru) * | 2024-12-18 | 2025-11-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Полимерный протонпроводящий композит и способ его получения |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU194312A1 (ru) * | Н. Любман, Ф. Т. Шостак , Г. К. Имангазиева Инст тут химических наук Казахской ССР | Способ получения сульфокатионита | ||
| RU2190454C2 (ru) * | 2000-11-13 | 2002-10-10 | Волгоградский государственный технический университет | Ионообменный фильтровальный материал |
| US20030212151A1 (en) * | 2000-09-19 | 2003-11-13 | Mihail Paliuras | Process for producing a strong-acid cation exchange resin |
-
2010
- 2010-06-18 RU RU2010125269/05A patent/RU2447103C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU194312A1 (ru) * | Н. Любман, Ф. Т. Шостак , Г. К. Имангазиева Инст тут химических наук Казахской ССР | Способ получения сульфокатионита | ||
| US20030212151A1 (en) * | 2000-09-19 | 2003-11-13 | Mihail Paliuras | Process for producing a strong-acid cation exchange resin |
| RU2190454C2 (ru) * | 2000-11-13 | 2002-10-10 | Волгоградский государственный технический университет | Ионообменный фильтровальный материал |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЛИННИКОВА Н.А. и др. Изучение возможности получения КОВМ на основе базальтовой нити. Перспективные полимерные композиционные материалы. Альтернативные технологии. Переработка. Применение. Экология. Доклады международной конференции «КОМПОЗИТ-2004». - Саратов, 2004, с.260-262. ПЕНКИНА Н.А. и др. Влияние СВЧ-модификации на свойства волокнистых наполнителей и КОВМ на их свойства. - Химические волокна, 2008, №1, с.54-56. АЛЕКСАНДРОВ В.А. и др. Влияние термообработанного базальтового волокна на структуру хемосорбционного композиционного материала на его основе. Химические волокна, 2008, №6, с.9-11. * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102887585A (zh) * | 2012-10-17 | 2013-01-23 | 艾特克控股集团有限公司 | 一种水质净化用玄武岩纤维载体表面改性的方法 |
| CN102887585B (zh) * | 2012-10-17 | 2013-10-30 | 艾特克控股集团有限公司 | 一种水质净化用玄武岩纤维载体表面改性的方法 |
| RU2524393C1 (ru) * | 2013-01-09 | 2014-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." | Композиция для получения катионообменного волокнистого материала |
| RU2851589C1 (ru) * | 2024-12-18 | 2025-11-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Полимерный протонпроводящий композит и способ его получения |
| RU2852053C1 (ru) * | 2024-12-18 | 2025-12-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Гетерогенная протонпроводящая полимерная композиция и способ ее получения |
| RU2852054C1 (ru) * | 2024-12-18 | 2025-12-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Протонпроводящий гетерогенный полимерный композит и способ его получения |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010125269A (ru) | 2011-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2798850A (en) | Ion exchange resinous product | |
| Kowalska | Surfactant removal from water solutions by means of ultrafiltration and ion-exchange | |
| KR102100114B1 (ko) | 시트 및 적층체 | |
| US20150018196A1 (en) | 5A Molecular Sieve Adsorbent and Method for Preparation of the Same | |
| CN106474944B (zh) | 一种抗菌纤维素平板纳滤膜的制备方法 | |
| Mondal et al. | Novel pendant benzene disulfonic acid blended SPPO membranes for alkali recovery: fabrication and properties | |
| Kim et al. | Facile preparation of cellulose-SiO2 composite aerogels with high SiO2 contents using a LiBr aqueous solution | |
| Mehta et al. | A novel ultra‐low energy reverse osmosis membrane modified by chitosan with glutaraldehyde crosslinking | |
| CN108465377A (zh) | 一种再生纤维素/壳聚糖复合抗菌纳滤膜的制备方法 | |
| RU2447103C2 (ru) | Композиция для получения катионообменного волокнистого материала | |
| JP2017065109A (ja) | シートおよび積層体 | |
| CN103521099A (zh) | 一种阳离子聚丙烯酰胺聚乙烯醇纳滤膜的制备方法 | |
| CN1974151A (zh) | 木材/蒙脱土纳米插层复合材料及其生产方法 | |
| JP5267273B2 (ja) | 複合半透膜の製造方法 | |
| Metwally et al. | Synthesis and studies of Egyptian bagasse pith phenol formaldehyde cationic exchangers | |
| US1630365A (en) | Condensation product | |
| Sadare et al. | Lignin-and cellulose-derived sustainable nanofiltration polyelectrolyte membranes | |
| CN103556455A (zh) | 高交换容量聚苯硫醚基强酸离子交换纤维的制备方法 | |
| RU2128195C1 (ru) | Способ получения полимерной пресс-композиции | |
| RU2509064C1 (ru) | Полимерный композиционный материал и способ его получения | |
| RU2015996C1 (ru) | Способ получения ионообменного сорбента | |
| Huang et al. | Robust alginate aerogel absorbents for removal of heavy metal and organic pollutant | |
| Goodarzi et al. | An Eco‐Friendly Polyvinyl Alcohol/Graphene Oxide‐Based Hydrogel as a Methylene Blue Adsorbent | |
| RU2524393C1 (ru) | Композиция для получения катионообменного волокнистого материала | |
| CN110038539A (zh) | 一种基于蒙脱石的垃圾渗滤液废水处理剂的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130619 |