Способ получения анионитов Советский патент 1992 года по МПК C08G77/26 C08J5/20 

Изобретение относится к спосо.бу получения синтетических ионообменныхсмол, которые широко применяются в гидрометаллургических.процессах, опреснении соленых и солоноватых вод, очистке промстоков, катализе органических реакций, электрохимической технологии ,

Известен способ получения термостойких анионитов путем гидролитической конденсации аминоалкилалкоксисилаИов с тетраэтоксисиланом в кислой срег де в присутствии катализатора - диэтилдикаприлата олова в течение 2 ч при 110(2-3 мм р.ТоСТо),

Недостатками способа являются ис- пользование сложной аппаратуры, высо- , кая температура процесса. Наиболее близким к предлагаемому является способ получения анионитов

путем конденсации фенил-2,3-хлорпропоксисилана с полиаминами. Процесс осуществляют в среде диметилформамида (ДМФА) при 80-100°С в течение 0,55 ч Полученные иониты обладают высослкой обменной емкостью (5г1

а 15,5 мг-экв/г), значительной устойчисдвостью к действию растворов минеральсо; ных- кислот И щелочей о

Недостатками прототипа являются недостаточно высокая термическая устойчивость в воде (80-90%), недостаточная устойчивость к действию 1 Не HNOg (89,94) и полное разложение ионитов

.. в 10 , а та кже высокая набухаемость (3-2-7,1 мл/г), следствием чего является низкая механическая прочт

НОСТЬо

1015653

Цель изобретения - увеличение терической и химической устойчивости нионитоВо

Поставленная цель достигается тем, что в способе полумения анионитов коненсацией полиаминов с .кремнийорга - ническим соединением в качестве крем нийорганического соединения используют фенилдиацетоксипропоксисилан и конден-цч сацию проводят при 60-100°C в течение 15-30 мин в П1эисутствии формальдегида и каталитических количеств серной кислоты при мольном соотношении фенилдиацетоксипропоксисилан : поли- j амин, формальдегид, равном 1:1 1,5:5-7о

Процесс проводят следующим образоМо К нагретой до 60-100°С смеси фенилдиацетоксипропоксисилана, полиами- 20 на и параформа в диметилформамиде (ДМФА) добавляют серную кислоту На 1 моль фенилдиацетоксипропоксисилана (ФДАПС) используют 1-1,5 осново-моля полиамина и 5-7 молей формальдегида 5 Процесс проводят в течение 15-30 мин Выпавший осадок переносят в фарфоровую чашку для отверждения при 120С в течение 12-18 ч-о Полученный полимер после дробления обрабатывают последо- 30 вател.ьно .5%-ными растворами НС1 и NaOH, отмывают водой до нейтральной реакции промывных вод, сушат Иониты не растворимы в известных растворителях и щелочах-о35

Пример 1, 28.,6 г (0,1 М) фенилдиацетоксипропоксисилана и г (0.5 М) параформа помещают в реактор с 50 мл ДМФА и растворяют при 60-80°С, затем прикапывают 21,5 г (0,.1 М) полиэтиленимина с ММ 10 Л0 в- 50 мл диметилформамида Смесь нагревают на кипящей водяной бане () и к полученной вязкой массе добавляют 1 мл концентрированной серной кислоты В течение 3-5 мин выпадает осадок коричневого цвета Для полного выделения осадка реакционную смесь нагревают , еще в течение 10-15 мин, затем отделяют и проводят термоотверждение при 50 в течение 12 Чо

Полученный продукт темно-коричневого цвета дробят, отмывают от непрореагировавших веществ ДМФА, обрабатыва-, ют последовательно растворами НС1 и NaOH, отмывают дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод, сушат о

Содержание кремния 7,03%; азота Набухаемость 2,5 мл/г Статическая обменная емкость (СОЕ) 3,6 мг-экв/г. Термостойкость 92,

Пример 2 К 28,6 г (0,1 М) фенилдиацетоксипропоксисилана и 21,0 г (0.7 М) параформа в 50 мл ДМФА при перемешивании по каплям добавляют 6,3 г (0,15 М) полиэтиленимина в 80 мл ДМФАо Смесь нагревают на кипящей водяной бане (9б°С) и добавляют 1 мл у Сразу же начинается осадкообразование Для полного его выпадения реакционную смесь нагревают еще 10 мин, затем осадок отделяют и проводят отверждение в течение 12 ч при 120 С, затем обрабатывают по примеру 1

Содержание кремния 7,2%, азота 9,8%, СОЕ 5,1 мг-экв/Гд Набухаемость 2,6 мл/Го Термостойкость 92,5%о

Пример Зо К 28,6 г (0,1 М) фенилдиацетоксипропоксисилана и 21,0 г (0,7 М) параформа в 100 мл ДМФА при перемешивании по каплям добавляют 26,5 г (0,1 М) полиэтиленполиамина в 4о мл ДМФА. Смесь нагревают до кипящей водяной бане и вводят 1 мл о Для полноты выделения образующегося осадка смесь нагревают 15 20 мин о Осадок отделяют и проводят термоотверждение, при 120° С в течение l8 Uj дальнейшая обработка по примеру 1 ,

Содержание кремния Л%, азота 6,0%, СОЕ 2,1 мг-экв/г, Набухаемость 1,8 мл/Го Термостойкость 93,1%

П р и М е р 4 К 28,6 г (0,1 М) фенилдиацетоксипропоксисилана и 21,0 (0,7 М) параформа в 100 мл ДМФА при перемешивании по каплям добавляют 25,5 г (0,1 М) поликсилиленполйамина в 50 мл ДМФА Смесь нагревают на кипящей водяной бане и вводят 1,0 мл о

в течение 5-7 мин происходит образование осадка, для полноты его выделения смесь еще нагревают при 9б°С в течение 15-20 мин. Осадок черного цвета отделяют и проводят отверждение в течение 18 ч при , дальнейшая обработка по примеру 1

Содержание кремния 6,k%, азота . . 3,2%. СОЕ 1,0 мг-экв/г„ Набухаемость 1,1 мл/Го Термостойкость 95,0% Использование фенилдиацетоксипропоксисилана в синтезе ионитов приводи

к получению пространственно сшитых полиэлектролитов в одну стадию в мягких условиях (60-100 С) в .течение 15 30 мин с обменной емкостью 1,0 5,1 мг-экв/г, высокой термической и химической устойчивостью. Варьирование соотношения полиамингпараформ позволяет синтезировать аниониты с огра4иченной набухаемоетью, что важно для многократного использования ионообменНИКОВ .в различных технологических процессах (смо таблицу),

Промышленный анионит ЭДЭ-10П (продукт конденсации эпихлоргйдрИна с полиэтиленполиамином), нашедший широкое применение в различных технологических процессах, имеет СОЕ 8,0 мг-экв/р., набухаемость 4 мл/г, термостойкость 70, устойчив к действию минеральных и щелочей, относительно устойчив к 1 Но HNO разрушается в 10 , может.быть использован при температуре до

Сравнение свойств анионитов, полу-, ченных по заявляемому способу, со свойствами прототипа и промышленногЬ образца ЭДЭ-ЮП показывает, что заявляемые объекты имеют оптимальную для . промышленного использования набухаемость, более устойчивы к температурным воздействиям и агрессивным средам.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНИОНИТОВ конденсацией полиаминов с кремнийорганическим соединением, о т л и ч а ющ и и, с я тем, что,, с целью повышения термической и химической устойчивости ионитов, в качестве кремнийорганического соединения используют фенилдиацетоксипропоксисилан и конденсацию проводят при 60-100с в течение 15 30 мин в присутствии формальдегида и каталитических количеств серной кислоты при мольном соотношении фенилдиацетоксипропоксисилан, полиамин, фор- мальдегид, равном 1:1-1,5:5-7 соответственно