SU432161A1 - Способ получения сильнокислотных кати - Google Patents

Description

1

Предлагаемое изобретение относитс  к области синтеза ионообменных смол путем полимераналогичных превращений сополимеров моно- и диолефинов.

Основными типами ионитов, имеющих в насто щее врем  наиболее широкое применение в различных процессах ионообменной технологии  вл ютс  сильнокислотные иониты, получаемые полимераналогичными превращени ми матриц. Строение полимерной матрицы оказывает большое вли ние на основные свойства ионообменных смол, такие как селективность, набухаемость, осмотическую стабильность и механическую прочность в набухшем состо нии . В свою очередь, свойства полимерной матрицы в большой степени завис т от природы структурирующего агента.

-Известен способ получени  сульфокатионитов на основе сополимеров стирола с индивидуальными изомерами диизопропенилбензола. Такие сополимеры обладают высокой регул рностью строени  полимерной матрицы. Иониты на их основе имеют р д преимуществ по сравнению с аналогичными ионитами, полученными на основе сополимеров стирола с индивидуальными изомерами дивинилбензола. Тем не менее, они имеют невысокую осмотическую стабильность и механическую прочность в набухшем состо нии.

С целью расширени  ассортимента, увеличени  осмотической стабильности и механической прочности при высокой набухаемости, предлагаетс  способ получени  сильнокислотвых ионообменных смол на основе сополимеров моновинильных ароматических соединений с 4,4-диизопропенилд11фенилом. По предлагаемому способу сополимер моновинильного ароматического соединени  с 0,5-15 мол. %

диизопропенилдифенила, полученный суспензионным методом с инициаторами радикального типа, подвергают сульфинированию в течение 4-8 час 90-98%-ной серной кислотой при температуре 75-90°С. В результате этого

получают сильнокислотные ионообменные смолы , имеющие статическую обменную емкость 2-5 мг-экв/г и набухаемость 15-25 мл/г.

Пример 1, 0,308 г 4,4 -диизопропенилдифенила (0,5 мол. %) раствор ют в 5,31 г стирола и добавл ют 0,225 г перекиси бензоила (4 вес. % от мономеров). Смесь приливают при перемешивании к 30 см 0,5%-ного водного раствора поливинилового спирта. Процесс сополимеризации провод т в течение 5 час при

80° и непрерывном перемешивании. Образовавшиес  гранулы отдел ют на воронке Бюхнера , промывают водой, сушат и экстрагируют. Выход 92,0%. Максимальное поглощение бензола при 20° Пбенз. 9,20 мл/г, объемный коэффициент набухани  КНоб. 7,20, набухаемость

,7 мл/г, весовой коэффициент набухани  КНвес.8,16, насыпной г/см

Сульфирование гранул нровод т в том же нриборе, что и сополимеризацию. К 1,25 г сополимера приливают 12 г 96%-ной H2S04 и выдерживают 1 час при комнатной температуре дл  набухани . Затем температуру греюндей вод ной бани повын1ают до 80° и при неремешивании выдерживают 4 час. Сульфокатионит отдел ют на воронке Бюхнера и последовательно промывают концентрированной, 50%-ной, 25%-ной серной кислотой и далее водой до нейтральной реакции промывных вод.

Полученный сульфокатионит желтого цвета имеет статическую обменную емкость СОЕ 2,22 мг-экБ/г, насыпной вес ) 0,301 г/см, выход катионита 99,2%.

Свойства катионита приведены в табл. 1.

Таблица 1

Из табл. 1 видно, что параметры набухани  синтезированного сульфокатионита при переходе из кислой в щелочную среду и наоборот измен ютс  незначительно. Это свидетельствует о высокой осмотической стабильностию сульфокатионита.

Пример 2. 0,506 г 4,4-диизопропенилдифенила (4 мол. %) и 6,44 г винилтолуола (96 мол. %) раствор ют в 20,7 г толуола, добавл ют 0,199 г нерекиси бензоила (2 вес. % от веса мономеров). Смесь нри перемешивании приливают к 40 см 0,25%-ного водного раствора стабилизатора суспензии-сополимера метакриловой кислоты и метилметакрилата.

Температуру греющей вод ной бани новышают до 95°С н при перемешивании выдерживают 8 час. Гранулы сополимера отдел ют, сушат и экстрагируют бензолом. Выход 86%, максимальное поглощение бензола при 20° Пбенз.7,60 мл/г, объемный коэффициент наТаблица 2

Фракционный состав, %

бухани  КНоб. 6,10, набухаемость Н 11,4 мл/г.

Сульфирование полученного сополимера провод т в тОМ же приборе, что и сополимеризацию . К 2,48 г сополимера приливают 25 г 98%-ной серной кислоты и выдерживают 1,5 час дл  набухани . Затем температуру греющей вод ной бани повышают до 90° и при перемешивании выдерживают 6 час. Продукт отдел ют и промывают, как описано в примере 1. В результате получают сульфокатионит светло-оранжевого цвета, имеющий статическую обменную емкость СОЕ 3,94 мг-экв/г, насыпной вес D 0,50, выход катионита 99,7%. Свойства катионита приведены в табл. 3. Механическую прочность сульфокатионита в набухшем состо нии оценивали встр хиванием 10 г продукта в водной среде со скоростью 80 ходов в 1 мин в течение 20 час. Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Из табл. 3 следует, что сульфокатионит обладает высокой осмотической стабильностью, так как его параметры набухаемости измен ютс  незначительно в средах, имеющих различную кислотность.

Механическую прочность сульфокатионита исследовали, как описано в примере 1. Данные испытани  приведены в табл. 4.

Фракционный состав

Предмет изобретени  Способ получени  сильнокислотных катионитов путем сополимеризации моновинилароматических соединений и диолефинов с последующим сульфированием полученных сополимеров , отличающийс  тем, что, с целью увеличени  осмотической стабильности и механической прочности ионитов в набухшем состо нии, в качестве диолефипа используют 4,4диизопропенилдифепил.