Способ получения катионообменной мембраны Советский патент 1988 года по МПК C08J5/22 

65

4

:о

Од

ИзоОретение отйосится к изготовлению изделий из формованных органических, высокомолекулярных материалов, в частности к изготовлению полупроницаемых катионитовых мембран, обладающих избирательной проницаемостью к определенным ионам, и может быть использовано в водоподготовке для электродиализа многокомпонентных растворов, в том числе коллекторно-дренаж- ных вод (КДВ), содержащих преимущественно хлорид натрия.

Целью изобретения является повышение воспроизводимости специфической селективности к однозарядным катионам и электрического сопротивления, а также упрощение процесса.

Пример 1. Хлорсульфирован- ную пленку на основе полиэтилена и структурированного полистирола обрабатывают при комнатной температуре осушенным дихлорэтаном до отсутствия в элюате следов Cl (проба на AgNC3)

Отмытую хлорсульфированную пленку амидируют 0,3 М раствором диметилпро- пиленлиамина (ДМПДА) в ДХЭ (табл. 1, амин 2) в течение 5 мин при 20 С.

Амидированную пленку погружают на 6 ч при АО С в 10%-ный раствор едкого натра для отмывания непрореагировавших сульфохлоридных групп. После омыления пленку отмывают от щелочи дистиллированной водой, затем хлоридом натрия и хранят в 0,5 М растворе хлорида натрия. Полученная мембрана имеет следующие свойства:

р 0,17; р 2,8 Ом см

/S

32,5.

Примеры 2-28. Аналогично осуществляют опыты получения мембран с использованием других аминов, растворителей и условий.

Данные опытов представлены в табл. 1.

Избирательная проницаемость мембран к однозаряднь м ионам оценивается величиной специфической селективности Р:

/7 J. и 2 п ВЫХОД) по ТОКу ОДНО- И

двухзарядных катионов. Мембрана избирательно проницаема 5 к однозарядным ионам при Р 1 и к двухзарядным ионам при Р . При этом, чем ближе Pj стремится к О, тем мембрана более избирательно проницаема к однозарядным катионам, в 10 частности к и К. Воспроизводимость 1/Sr оценивали по формуле

1/Sr C/S (2) 15 где S - стандартное отклонение

лЩС -. С)

п - 1

(3)

где С - среднеарифметическое значение

определяемой величины; С - измеряемое значение. Из формулы (2) предполагается, что

численное значение воспроизводимости при уменьшении стандартного отклонения S растет. В случае стандартного отклонения, равного нулю, l/S,- оо . Чем выше стандартное отклонение, т.е.

чем больше разброс в значениях в выборке определяемой величины, тем 1/5 меньше.

Необходимость тщательной отмывки пленки от следов хлорсульфоновой кислоты (ХСК) обусловлена тем, что за

счет хорошей растворимости ХСК в предлагаемых апротонных растворителях происходит практически полное вы- мьшание свободной ХСК и продуктов реакции сульфохлорирования из мембраны

без каких-ли|бо изменений в структуре. Это позволяет получить мембрану с высокими электрохимическими характеристиками и обеспечивает высокую воспроизводимость процесса. Отсутствие

подвижных атомов водорода в структуре растворителя, применяемой при амиди- ровании, позволяет избежать побочных процессов, приводящих к инактивирова- нию амина и омылению СХ-групп.

В табл. 2 приведены сравнительные данные о свойствах известной и предлагаемой мембран.

Изобретение относится к получению катионообменных мембран и может быть использовано в водоподготовке для электродиал иза многокомпонентных растворов. Изобретение позволяет повысить воспроизводимость специфической селективности к однозарядным катионам с 3,8-10 до 22,4-50,0 и электрическое сопротивление - до 4,8 Ом х X см , а также упростить технологию за счет сокращения стадий процесса. Эффект достигается тем, .что сульфо- хлорированную пленку из интерполимера полиэтилена и структурированного . полистирола обрабатывают апротонным растворителем и далее амидируют N,N- диалкилзамещенным диамином с числом .метиленовых групп 2-4. I з.п. ф-лы, 2 табл. с (Л

i 4i

(1)

II

где Cf и Cj. - концентрации одно- и двухзарядных катионов в исходном растворе;

Формула изобретения

- (CHj), - N ,R)

где , , ,;

п 2-4.

Таблица

Примечание. ДМПДА - Ы,К-диметилпропилендиамин; ДМЭДА - К,К-диметил- этилендиамин; ДЭПДА -М,Ы-диэтилпропилендиамин; ДППДА - К,Ы-дипропилпропилёнди- амин; МЭПДА - Н,К-метилэтилпропилендиамин; ДМБДА - N,N-димeтилбyтилeндиaмин; .ДМГМДА - К,Ы-диметилгексаметилендиамин; БППДА - М,Н-бутилпропилпропилендиамин; ,ЦХЭ - дихлорэтан; ДМСО - диметилсульфоксид; ЭАЦ - этилацетат.«

I

Таблица2

2,8

2,3

3,0 0,16-0,30

Продолжение табл,1

2,а

2,3

2,8-/., 8 0 16-0,22

Свойства мембран

Известный способ Исходная Модифицированная

Воспроизводимость

1/s;

i/s

Составитель В. Мкртычан Редактор Т. Лазоренко Техред А.Кравчук Корректор С. Шекмар

Заказ 4031/22

Тираж 434

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Ipt-i. io. iH гчг.Ь ;i(i,n ,

Предлагаемый способ Исходная Модифицированная

4,2-16,0 3,8-10,2

30,0-64,0 22,4-50,0

Подписное