Способ получения ионообменных мембран Советский патент 1962 года по МПК C08J5/22 B29D7/01 

Способ получения ионообменных мембран на основе графт-сополимеров, полиэтилена с полистиролом известен.

Ионообменные мембраны, полученные по этому способу, неоднородны по физико-химическим свойствам и содержат в своем составе не 5олее 30% стирола, являющегося носителем ионогенных свойств.

Кроме того, при .получении мембран размером более 20 X 20 см материал сильно деформируется, что исключает применение его в промышленных электродиализаторах.

Отличительной особенностью предлагаемого способа получения ионообменных мембран состоит в том, что полиэтилен-полистирольный графт-сополимер получают в. виде порошка, пленки или гранул, а затем подвергают горячему вальцеванию с последующим формованием в виде пленки, в которую известным способом вводят сульфогруппы или четвертичные аммониевые группы.

Операция вальцевания сополимера улучшает однородность распределения стирола и позволяет увеличить количество стирольных звеньев до 45-50%, что значительно улучшает электрохимические свойства мембран. По .предлагаемому способу можно получить листовой материал любой толщины и размеров, а также армировать листы синтетическими тканями, что значительно повышает .прочность мембран.

Осуществление предлагаемого способа сводится к проведению следующих операций.

В начале получают нолиэтилен-полистирольный графт-сополимер, для чего полиэтилен в виде порошка или гранул в среде стирола облучают Y-лучами при комнатной температуре.

Полученный продукт подвергают вальцеванию в течение 5-20 мин при температуре 100-120° и затем провальцованный материал формуют в виде пленки на каландрах, .прессах или зкструзионных машинах с армирующей 1ОДЛОЖКОЙ или без нее.

№ 148906- 2 -Полученную пленку подвергают химической обработке известными способами для введения в полимер сульфо- или аминогрупп.

Кроме того, предлагают получать графт-сополимер полиэтилена с винилпиридином, для чего подвергают облучению у-лучами полиэтилен в среде мономера-винилпиридина. Далее полученный графт-сополимер подвергают дальнейшей обработке, как описано выше.

Пример 1. Графт-сополимер полиэтилена с полистиролом с содержанием последнего 45-50% получают облучением -у-лучами полиэтиленовой пленки в среде стирола дозой 4,1-4,2 М рад при мощности излучения 0,172 М рад в час при комнатной температуре. Полученный продукт вальцуют в течение 5-20 мин при температуре 100-120°. Из провальцованного материала получают лленку толшиной 0,2-0,3 мм, которую обрабатывают хлорсульфоновой кислотой при комнатной температуре в течение 3 час в среде дихлорэтана. Сульфохлоридные группы омыляют до сульфогру.пп обработкой пленки 5-10%-ным раствором едкого натра при 50-55° в течение 1,5 час.

После промывки водой получают катионопроницаемую мембрану.

Пример 2. Графт-сололимер получают и вальцуют в виде пленки, как описано в примере 1- Пленку обрабатывают хлорметиловым эфиром, а затем хлорметилированный лродукт обр.а,батывают триметиламином по известному способу, принятому для ионита АВ-17. После промывки водой получают анионопроницаемую мембрану.

Пример 3. Облучением -лучами получают графт-со-полимер -полиэтилена с поливинилпиридином, как олисано в примере 1, только вместо стирола применен мономер винилпиридина.

Полученный графт-сополимер вальцуют и затем формуют в плёнку, которая после промывки обладает анионообменными свойствами. Пленке можно придать свойства сильного основания обработкой ее галопдалкилами. В обоих случают получают анионопроницаемую мембрану.

Свойства полученных мембран приведены в таблице:

Наименование показателей

J. Удельное сопротивление в 1 н. растворе

хлорида натрия в ом.см.30 -5060 -90

2. То же в ОЛ1/СЛ121,5 - 2,02,5 - 3,0

Л. Прочность на разрыв в кг/с. -7070 -80

4. Удлинение при разрыве в %Ш -2010 -20

и. Селективность (по числам переноса соответствующих ионов в 0,1 н. раствора хлорида натрия0,90- 0,950,93- 0,95

Предмет изобретения

1. Способ получения ионообменных мембран на основе пленочного полиэтилен-полистирольного графт-сополимера путем введения в него соответствуюш.ей химической обработки сульфо- или аминогрупп, отличаюшийся тем, что, с целью получения мембран однородной структуры с высокими электрохимическими и физико-химическими харектеристиками, полиэтнлен-полистирольный графт-сополимер получают в виде лорошка, пленки или гранул, а затем подвергают горячему вальцеванию с последуюш,им формированием в виде пленки на каландрах.

Мембраны

катиоЕ итовыеанпонитовые

прессах или экструзионных машинах с армирующей подложкой из синтетической ткани или без нее, в которую затем известными способами вводят сульфогруппы или четвертичные аммониевые группы.

2. Видоизменение способа по п. 1, отличающееся тем, что, горячему вальцеванию подвергают графт-сополимер, в который пиридиновые группы были введены заранее.

- 3 -№ 14890&