Способ получения формованных ионообменных материалов Советский патент 1984 года по МПК C08J5/20 

11 Изобретение относится к производству ионообменных материалов, которые могут быть использованы в качест ве элементов аппаратов колонного типа для проведения всех процессов, в которых используются полимеры. По основному авт.св. № 615101 известен способ получения формованнык ионообменных материалов спеканием ионитов с термопластичными полиме рами, причем перед спеканием иониты выдерживают в полярном органическом растворителе, температура кипения которого выше температуры спекания. Предпочтительно в качестве рас творителя используют многоатомный спирт. Предварительное набухание ионита в спирте позволяет увеличить пористость полимерной матрицы за счет ом чивания частиц термопласта спиртом и увеличения, вследствие этого коли чества оставшихся при спекании поло тей/ Кроме того, получаемый формова ньш материал практически нечувствит лен к изменению полярности рабочей средЫэ так как полости, в которых б ли заключены гранулы ионита при формовании, позволяют последним набухать до максимальных размеров без больших разрывающих матрицу усилий, свойственным другим аналогичным материалам. В результате получаемьш ма териал сохраняет свои мехаттческие свойства неограниченно долго даже в сильно полярных средах, где другие аналогичные материалы быстро разрушаются силами, возникающими при набухании ионитов, и имеет эффе тинные коэффициенты диффузии на 11,5 порядка Bbmie, чем у гранулята КУ 2-4Г 1 j . Однако известный способ предусматривает длительньш технологический цикл 10-12 ч и отделение избытка спирта после набухания. Кроме то го, при эксплуатации полученных фор мованных тел наблюдается снижение кх ионообменной емкости на 5-10% из-за обсьтания гранул ионита с по- верхности тел. Целью изобретения является умень шение количества операцийэ сокращение времени технологического цикла и улучшение качества готового продукт Поставленная цель достигается тем, что соласно способу получения формованных ионообменных материалов 1 растворитель используют в количестве, необходимом для полного набуханкя ионита, и вьщержку ионита в растворителе осуществляют при 50-100 С к одновременном его смешении с термопластичным полимером. Причем спекание и формование смеси ионита с термопластичным полимером производят с помощью червячного пресса при IIO-ZOO C, Сущность способа заключается в том что ионит подвергают набуханию в расчетном количестве многоатомного спирта, зависящем от степени набухания конкретной марки ионита в данном спир те и составляющем от 30 до 500 (час.ч. на 100 мае.ч. воздушно-сухого ионита, при температуре 50-100 С и одновременном смешивании ионита с порошком термопластичного полимера, после чего полученную смесь спекают и формуют в профиль заданной формы с помощью червячного пресса. Проведение процесса .набухания ионита в расчетном количестве многоатомного спирта при 50-100 0 позволяет, с одной стороны, исключить операцию отделения избыточного спирта, а с другой, интенсифицировать этот процесс за счет резкого сокращения времени набухания с 10-12 ч до 1-2 ч. При этом возможно совмещение операции набухания и смешения с термопластом. Формование с помощью червячного пресса в присутствии спирта позволяет получить на поверхности изделия тонкуто пористую пленку, предохраняющую гранулы ионита, которые находятся на поверхности профи,пя, от обсыпания. Это способствует уменьшению потгрь обменной емкости формованных тел при работе в сильнополярных средах дэ 2-3%. Обсыпание ионита при этом ipoисходит только с тех noeepxHOCTeii изделий, которые образуются при разрезании сформованного проф1-шя. того, применение для формования пзделил червячного пресса позволяет резко увеличить производительность процесса. Такое усовершенствование известного способа позволяет уменьшить количество операций, сократ;{ть время технологического цикла, что позволяет реализовать способ в п))оизводственных условиях и улучшить 1сачество формованных материалов. 31 Пример 1. 100 мае.ч. воздуш но-с ухого ионита КУ 2-8 в Na-форме смешивают с 30 мае.ч. ,вапрола-302 и 54 мае.ч. изотактичеекого полипропилена при 80°С в течение 1 ч. Полученную смесь перерабатывают на червячном прессе и жгут диаметром 5 мм, который затем режут на гранулы длиной А-10 мм, промывают горячей водой и сушат. Обменная емкость образцов составляет 98%, считай на исходньй ионит, Пример 2. 100 мае.ч. катионита КС-2-2 в Na-форме смешивают с 100 мае.ч. глицерина и 65 мае.ч. полипропилена при в течение 1,5ч Далее обрабатывают, как указано в примере 1. Емкость полученных образцов 97%. 1 Пример 3. 100 мае.ч. редокс катио шта полисульфениленхинона в Na-форме смешивают С 300 мае.ч. триэтштенгликоля и 100 мае.ч. полипропилена в течение 2 ч при , после чего обрабатывают аналогично примеру 1. Емкость образцов 100% от исходной. За базовый объект принят епособ получения ионообменных гранулятов, В таблице представлены евойетва материала, полученного по предлагаемому епоеобу и базового объекта КУ 2-4Г. Как видно из таблицы, формованный материал, получаемый по предлагаемому епоеобу, превосходит базовый объект по основным эксплуатационным показателям.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМОВАННЫХ ИОНООБМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ по авт.св. №615101, отличающийс я тем, что, с целью улучшения качества готового продукта, сокращения количества операций и продолжительности технологического цикла, растворитель используют в количестве, необходимом для полного набухания ионита, и вьщержку ионита в растворителе осуществляют при 50-100 С и одновременном его смешении с термопластичкъш полимером. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что спекание и формование смеси иониты с термопластичным полимером производят с помощью червячного пресса при 110-200 С.

КУ - 2-4 Г

70

.Предлагаемый

по примеру 1

10 14 20

Оп ределено для образцов диаметром 2,4 мм и длиной 3,2 мм.

-6

185

3,9840

-5

3,5-10 3,1 .10 4,1-10