Способ получения сшитого полиэлектролита Советский патент 1992 года по МПК C08F226/06 C08J5/20 

Иаобретение относится к синтезу шитых полимеров йинилпиридинового ласса, обладающих селективной сорб- иопной способностью к поливалентным онам ванадия, молибдена .и вольфрама.

Полиэлектролиты могут найти применение в гидрометаллургий для концентрирования и отделения поливалентных металлов от ионов сопутствующих элементов .

Целью изобретения явлйется упрощение способа получения, повышение сорбдионной способности, селективности и кинетических характеристик сшитых полиэлектролитов.

HvTHe приведены примеры, иллюстри- рующие изобретение.

Пример 1 (контрольный). В реактор загружают 25 г (0,057 моль) 1;етраглицидИлового эфира толидина (3,3 диметил-4,4-диаминодифенш1а) (ТГЭТ) с содержанием эпоксидных групп

39,24% и 62,5 г (0,40 осново-моль) гидрохлорида 2-метил-5-поливинил- пирицина (ГХПВП) в виде 15%-ного раствора в метаноле. Смесь перемешивают при 30 С в течение 1,5 ч до образования гомогенного раствора. Затем выливают в фарфоровые чашки и отверждают при 80 С в течение 5ч. Продукт реакции заливают водой, набухший полиэлектролит в НС1-форме нейтрализуют 1%-ным раствором аммиака, промывают водой 2-3 раза, затем горячим ацетоном. Сушат в вакуум- сушильном шкафу до постоянной массы.

Пример 2. Полиэлектролит получают по примеру 1, но процесс отверждения проводят при 80 С в течение 8,4. Продукт реакции после отверждения обрабатывают по примеру 1. .Пример 3. Сшитый полиэлектролит получают по примеру 1, цесс отверждения проводят при в течение 10 ч. Дальн-ейщую обработку продукта реакции проводят по примеру 1 .

Пример 4. Полиэлектролит получают по примеру 3, однако в качестве растворителя используют этанол. . Продукт реакции обрабатывают последовательно водой, нейтрализуют 1%-ным раствором аммиака, 2-3 раза промьша- ют водой, затем горячим ацетоном. Сушат в вакуум-сушильном шкафу до пос. тоя.нной массы.

Пример 5. В реактор загружают 62,5 г (0.40 моль) гидрохлорида

но про- 80°С

5

0

характеристики

ведены в табл.

П р им е р

2-метил-5-поливинилпир1щина в виде 15%-ного раствора в метаноле и добавляют 25 г тетраглицидилового эфира толидина, растворенного в 25 мл ди- метилформамида. Смесь перемешивают до об)азования гомогенного раствора при 30 С в течение 1,5 ч. Переводят в чашку и отверждают при в течение 10 ч. Продукт реакции заливают водой, набухший полиэлектролит в солянокислой форме нейтрализуют 1%-ным раствором аммиака, 2-3 раза промывают водой, затем горячим ацетоном. Сушат в вакуум-сушильном шкафу до постоянной массы.

Пример 6 (контрольный). Полиэлектролит получают по примеру 5, однако отв.ерждают при ВО С в течение 15 ч.

Сорбционные и физико-химические полиэлектролита при- 1.

7. Определение опти- 5 мяльного соотношения исходных мономеров проводят по примеру 4. Концентрация смеси мономеров в этаноле 15%. Процесс отвер.лодения полпэлектролита проводят при 80°с в течение 10 ч. Продукты реакции отверждения выделяют по примеру 4. Соотношение исходных мономеров и свойства полученных продуктов приведены в табл. 2.

Пример В.В реактор загружают 25 г (0,057 моль) тетраглицидилового эфира толидина и 50 г (0,32 моль) гидрохлорида 2-метил-5- поливинилпиридина. Концентрация мономеров в этаноле 15%. Смесь мономеров перемешивают при 30°С в течение 1,5 ч. Затем выливают в фарфоровую чашку и отверждают при 70 С в течение 10 ч. Продукт реакции вьщёляют по примеру 4.

Пример 9. Полиэлектролит получают по примеру 8, однако отверждают при в течение 10 ч. Полиэлектролит выделяют по примеру 8. Пример 10 (контрольный). 50 Полиэлектролит получают по примеру 8, однако отверждают при 90 С в течение 10 ч. Полиэлектролит вьщёляют по примеру В. Свойства полиэлектролитов приведены в табл. 3.

0

5

40

45

Пример 11. Полиэлектролит по предложенному способу получают по примеру 4, однако используют тетра- глицидиловый эфир диаминодифенилме тана с содержанием эпоксидных групп 34,.

В реактор загружают 25 г (0,059 мо тетраглиц1щилового эфира диаминоди- фенилметана и 50 г гидрохлорида 2- метил-5-поливинилпиридина в В1аде 15%-ного раствора в этаноле. Смесь перемешивают при 30°С в течение 1,5 ч до образования гомогенного раствора. Затем переносят в чашку и отверткдают при 80 С в течение 10 ч. Продукт реакции выделяют по примеру А.

Пример 12. Полизлектролит получают по примеру 11, однако в реактор загружают 25 г (0,059 моль) тетраглицидилового эфира диаминоди- фенилметана и 62,5 г (0,40 моль) гидрохлорида 2-метил -5-поливинил- пиридина в массовом соотношении 1:2,5 в виде 15%-ного раствора в эГаноле.

Пример 13 (контрольной);

Полиэлектролит получают по примеру 4, 25 атомно-абсорбционньи-i методом, а ва.однако смесь исходных мономеров перемешивают при 20°С в течение 3 ч. Затем выливают в чашку и отверждают при 80°С в течение 10 ч. Дальнейшую обработку конечного продукта проводят по примеру 4.

Пример 14. Полиэлектролит получают по примеру 4, однако смесь исходных мономеров перемешивают при 30°С в течение 1,5 ч. Затем вьшийают в чашку и отверждают при в течение 10 ч. Дальнейшую обработку конечного продукта проводят по приМе- РУ 4.

Пример 15. Полиэлектролит получают по примеру 4, однако смесь исходных мономеров перемешивают при 40 С в течение 1 ч. Затем выливают в чашку, отверждают при 80 С в течение 10 ч. Дальнейшую обработку конечного продукта проводят по приме- РУ 4.

Пример 16. Полиэлектролит получают по примеру 4, однако смесь исходных мономеров перемешивают при 50°С в течение 0,5 ч. Затем выпивают в чашку, отверждают при 80°С в течение 10 ч. Дальнейшую обработку полиэлектролита проводят по примеру 4.

30

35

надий определяют титрованием с солью Мора в присутствии индикатора - фенилантраниловой кислоты.

Результаты определе шя селективной сорбции .молибдена в присутствий меди при различных значениях рН исходных растворов приведеггы в табл.5 объем раствора 60 м.л, кбличесТйо полизлектролита на основе гидрохлори да 2-метил-5-поливинилпиридина и тетраглицидилового эфира толидина 60 мг (по примеру 4), время сорбции 3 чЗ.

Формула изобретения.

40

Способ получения спитого полиэлектролита взаимодействием глицидилово- го эфира с поливинилпиридином в органическом растворителе при нагрева45 НИИ, отличающий с я тем, что, с целью упрощения процесса и повышения сорбционных характеристик, в качестве поливинилпиридина используют гидрохлор1щ поли-2-метил-5-ви50 нилпиридина, а в качестве глицидило- . вого эфира - тетраглицидиловьй эфир ароматического диамина при их массовом соотношении, равном 2,0-2,5:1 боответственнЪ, и

взаимодействие осу- Свойства полиэлектролитов.по при- ществляют при 30-40°С в течение 1мерам 11-16 приведены в табл. 4.

Сорбционные свойства полиэлектро- литрв определяют из растворов NaVOj, Na2MoO(, , индивидуальных

1,5 ч в среде вого спирта с

этилового i-LnH метило- последуюп 1гм отпержде нием продукта взаимодействия при 70-80 С в течение 8-10 ч.

гУ,,,

(тлб.п. 1-4), а т акже тп смгг-и расм- - ров Naj,MoO и CuSO,, (таГхч . З) . Объем И1эдипидуальных раств орои 100 мл. g количество сшитого тк. лчгмкистро- - лита в СОЛЯИОКИСЛ01 форм( 100,иг. Концентрации металлов в растворах составляют: ванадий 3 молибдЪн и BOJib4ipaM по 1,5 г/л. 0 Смесь исходных растворов Na,.,I-lo04 и CuSO содержит: молибден 500 мг/л, медь 550 мг/л. Объем смеси р.чство- ротз 60 мл, количество сшитого поли- электролита на основе гидрохлорида 2-мё Тил-5-поливинилпир щина и тетра- глицидилового эфира толтщина (по примеру 4) 60 мг. Продолжительность сорбщп,, ч: по вянадшо 4, по молибдену 15, по вольфраму 24.

I

В исходных растворах рН создают дoбaвлe иeм 0,1-0,2 к. раствора . Концентрацию метаплов в растворах до и после сорбции определяют

5

0

0

5

надий определяют титрованием с солью Мора в присутствии индикатора - фенилантраниловой кислоты.

Результаты определе шя селективной сорбции .молибдена в присутствий меди при различных значениях рН исходных растворов приведеггы в табл.5 объем раствора 60 м.л, кбличесТйо полизлектролита на основе гидрохлорида 2-метил-5-поливинилпиридина и тетраглицидилового эфира толидина 60 мг (по примеру 4), время сорбции 3 чЗ.

Формула изобретения.

0

Способ получения спитого полиэлектролита взаимодействием глицидилово- го эфира с поливинилпиридином в органическом растворителе при нагрева5 НИИ, отличающий с я тем, что, с целью упрощения процесса и повышения сорбционных характеристик, в качестве поливинилпиридина используют гидрохлор1щ поли-2-метил-5-ви50 нилпиридина, а в качестве глицидило- . вого эфира - тетраглицидиловьй эфир ароматического диамина при их массовом соотношении, равном 2,0-2,5:1 боответственнЪ, и

взаимодействие осу- ществляют при 30-40°С в течение 11,5 ч в среде вого спирта с

этилового i-LnH метило- последуюп 1гм отпержде нием продукта взаимодействия при 70-80 С в течение 8-10 ч.

Примечание. Примеры 1-6 - контрольные. СОЕ

емкость, tf - время сорбции.

Примечание. При использовании ГХПВП в соотношении с ТГЭТ

более чем 2,5:1 образуется слабосшитый геле- образный продукт.

Таблица 1

сорбционная

Таблица 2

Проведение реакции при 50-55 С осложняет выделение геля из реактора, так как часть реакционной массы налипает на стенки реактора.

ТаблиЦ яЗ

1358354

Составитель Г. Русских Редактор 3. Бородкина Техред М.Двдык Корректор В. Бутяга

Яаказ -1314 f Тираж .Подписное

. . ВНИНПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул-. Проектная, 4

10

Таблица5

Изобретение относится к способу получения сшитых полимеров винилпи- ридина, обладающих селективностью к ионам ванадия, молибдена, вольфрама. и может быть использовано в гидрометаллургии для концентрирования указанных металлов и их отделения от ионов, сопутствующих элементов. Изоб- . ретение позволяет упростить технологию способа (температура взаимодействия 30-40 с, время Jrt,5 ч; температура отверждения 70-80 С, длительность 8-10 ч) и повысить сорбци- онные характеристики полиэлектролита (емкость, мг/г: по ,- 1326-1800, . по Мо 860-1350, по W 800-1860). Способ заключается в обработке гидрохлорида поли-2-метил-5- винилпиридина тетраглицидиловым эфиром ароматичес- кого диамина при их массовом соотношении 2,0-2,5:1, при 30-40 с в течение 1-1,5ч в среде этилового тилового сйирта с последующим отверждением продукта взаимодействия при 70-80°С в течение 8-10 ч. 5 табл. с Ф л с: со ел 00 СО ел