Сополимер стирола, N-винил-3(5)-метилпиразола, дивинилбензола и этилстирола в качестве полупродукта для получения сульфокатионета Советский патент 1993 года по МПК C08F212/08 C08J5/20 C08F212/08 C08F212/36 C08F226/06 

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к сополимеру стирола, М-винил-3(5)-метилпиразола, дивинилбен- зола и зтилстирола, который может быть использован в качестве полупродукта дли получения сульфокатионита, предназначенного для водоподготовки и других процессов ионного обмена.

Целью изобретения является получение сополимера в качестве полупродукта для получения сульфокатионита с высокими показателями динамической емкости (ДОЕ) и осмотической стабильности, без использования набухающего агента в процессе суль- фирования сополимера.

Таким полупродуктом является сополимер стирола, М-винил-3(5)-метилпиразола,

. ..- ,--,-,. : - .. , . -.- :-;: - .. - . .-., - . .- ..,

дйвинилбензбла и этилстйрола общей фор -

мулы:

00

о

ы ел

4

-снг-снгде ,2-81,1 ,2-8,9, ,6-6,7; ,1- 6,7 мол.%,

структура которого в литературе не описана, а свойства не известный

Поставленная цель достигается сопрлимеризацией стирола (75-78 мас,%), диви.ни л бензол а. (8 мас.%), зтилстирола

(6-7 мас.%) с 8-10 мас.% винилметилпиразола, .;- :;,. .. ; -V. /; : :- „./

бопрлимеризацию проводят диС- пергированием смеси мономеров в 1 водный раствор крахмала в присутствии инициатора полимеризации перекиси бен- зоила при ступенчатом повышении температурь) с 60 до 90°С в течение 8-9 ч.

Такая совместная полимеризация монр- -меров приводит к получению полимера со статическим распределением звеньев и полному раскрытию двойных связей ДББ.

Для получения сульфокатионита проводят сульфирование гранул сополимера N- винил-3(5)метилгщразрла, дивинилбензола и этилстирола 97-98%-ной серной кислотой в течение 3-4 ч при температуре 105-115°С без набухающего агента. Массовое соотношение серной кислоты к сополимеру 5,8- 6,0:1.

.Указанные количества винйлметилпи- разола в матрице сополимера позволяют получить сульфокатионит с высокими показателями ДОЁ и осмотической стабильности, - .. ... . . . ...-

Содержание в .сополимере менее 8% винилметилпиразола резко ухудшает показатель ДОЕ и осмотической стабильности, в то врем как более 10% использовать нецелесообразно, т.к. не приводит к улучшению этих показателей.

Прим е р 1. В реактор емкостью 1 л вливают 500 мл 1 %-ного водного раствора крахмала, В смесь мономеров приготовленную из 37 мл технического дивинилбензола (52% дивинилбензола и 41% этилстирола), 196 мл стирола и 17 мл винилметилпиразрла вводят 2,2 г перекиси бензоила.

Диспергирование мономерной смеси проводят при 60°С, с последующим подъемом температуры до 80°С и после 2 ч выдержки температуру поднимают fld 90°C и заканчивают полимеризацию через 4 ч. Гранулы сополимера отфильтровывают, промывают водой до отсутствия крахмала и сушат,

Найдено, %: С 90,1; Н 7,8; N 2,1. . Вычислено, %: С 90,3; Н 7,8; N 1.9.

Количественное определение винилметилпиразола в сополимере проводилось по полосе поглощения 1/с-с-пиразольного цикла при 1520см 1 в ЙК-спектре, используя как внутренний стандарт полосу поглощения ароматического кольца при 1600 .

Значения п, гп, k, Г в формуле сополимера составляют соответственно: 81,1; 7,2; 6,6;

5,1 мол.%V:iv:-::1 ;;- г..: : ; :v . S t ; йГ;:0 v i СульфйрОвание провЬдят 97% 1йерной кислотой в количестве 1276 т на 220 ;г ерпо- лймера (5,8:1), втёч ёниеЗч при , по|;л,е

чего продукт сульфировался отдёлШот от маточного раствора. Сво т апрл нУогр сульфокатионита приведе ны в таблиф.

Пр име р2. CoiiOfli iBpH3 wrovп вр- дят rip примеру 1, мр;нр|й;е ая смесь 45 мл техшчёскфо нилбензола (43% див милбеизол i и;43 этилстирола), 188 мл стирола :и 17 мл вИнйлметил пиразол,. :ОУ:. . :- .: -.. - -V.fL : Найдено, % С:90,2;: И 7,8; М2;0 : Л У Вычис/гёно, %-. Н 7,8; N Щ

Количестеенйое определение в йлйе- тйл пиразол а в сопЪяимере проардидреь по

полосе поглощемияус с гтиразоль«ргд ЙШС

ла при 1520 в ДК-спектре,, как

вн утре н.ни и ста низ рт полосу тпоттшЩенййяг

ароматического кольца ф й 16Щс| Г . ;,v ;j

Значения л, rh.fc, f в формуле с пЫимёг

pa cocTaBflflipTcooteeTCTBeHHCi: 7$,; 7:,4; 6,7; 6,7 мол.%. ;:;; 7 :-;rV- i :-: -. t-С Й- - Свойствасул ьфа1 атйоШга, rix ciyyib- фйрованйя такого сйполимера по 1, пр ивед-ены в табямце : : ;:;,,: ;;.,;-:v:;,;;;-;. ;.;.

При мер 3. В pe icroip 5С(6 мл 1 %-ного водного ра гйбра;крахмаШ fBj смесь мономеров, приготовленнуюш 37мл- технического ливинйлбензода (В2 дй;еи- ййлбензолаи41% илстиррла}, 192м/1стиг

рола и 2Тмл в«нйл мёталпир азр 1:й вводят2,2 г перекиси бёнзоилаДисп ргйрован йе мр- номерной смеси начинак т проводить при 60°С, с последующий подъемом тёйперату ры до 80°С и прсле 2-х часр&ой выдержки

температуру поднимаадт до 90°С и заканчивают полимеризацию чёр ёз четыре часа. Гранулы сополимера отфильтррвывают, промывают водой до отсутствия крахмала и

сушат/. - - :: . :::-..-: .. . 1:: .:;,.,

Найдено, %: С 89,6; НI 7,7;1М 2;7 : - Вычислено, %: С 89,9; Н 7;8; ,3, ;: Количественное определение винилметилпиразола и сопол;ймере пррводилось по полосе поглощения vc-c пиразОльного цик- ла при 1520 в ИК-спектре, используя как внутренний стандарт полосу поглощения

ароматического кольца при 1600см 1.

Значение h - 79,4 мол.%, ,9 мол.%, ,6 мол,%, ,1 мол.% в формуле сополимера.: г . .

Сульфирование проводят 98% сер:н6й кислотой в количестве 1320т на 220 г сополимера (6:1) в течение 4 ч.при 100°С, после

.

чего продукт сульфирования отделяют От маточного раствора.

Свойства полученного сульфокатионита приведены в таблице. ;,. : : 1 П р и м. е р 4 (контрольный), Сополиме- рмзацию проводят по примеру 2, при этом мОнрМердая смесьео ерэкит 37 мл технического дивинмлбензола (52 % дивинмлбензо- да и 4|% зтил стирояа), 186; мл е тирола и 25 мл винилметилпиразола. Значениеin срставг ляет W,7 мрл.%, тл-10,6 мол.%, мол.%; 5,, : -: ;/; .. : .t;:

Свойства полученного сульфокатионй- та, поеде сульфйрЬвашя сополимера как описано в примере 2, приведены в таблице.

Приме р 5 (контрольный). Сополиме- ризашию проводят по примеру 1, при атом мономерная смесь содержит 37 мл технического дивйнилбензола, 202 мл стирола и 11 мл винилметил пиразол а.

Значение ,б мол.%, ,7 мол.%, ,6 мол.%, ,1 мол.% в формуле сополимера,

Свойства полученного сульфокатиони- та, после сульфирования сополимера по примеру 1, приведены в таблице.

Из приведенных в таблице данных видно, что сульфокатионит на основе предложенного сополимера стирола, N-ви- нил-3(5)-метилпиразОла, дивинилбензЬлэ и этилстирола (примеры 1-3) по сравнению с прототипом имеет на 8-11 % выше показатель по ДОЕ, а осмотическая стабильность у него достигает 99,8%, в то время как у прототипа не более 96%.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Сополимер стирола, М-винил-3-(5)-ме- тилпиразола, дивинилбензола и этилстирола общей формулы

0

где ,2-81,1; ,2-8,9; ,6-6,7; ,1- 6,7 мол.%,

25 в качестве полупродукта для получения сульфокатионита.

Сополимер стирола и М-вйнил-3/5-ме- тилпиразола с дивинилбензолом и этилсти : / :О Д1- - :-. . , Л ролом в качестве прдупродукта для сульфо- катионита. Использование: полупродукт для сульфокатионита, прёдназн чейного для вод ойодтотовки и других прбцессов ц гй- 6 .. полимер стирола и М-винил-3(5)-метилпира- зола с дивинилбензолом общей формулы -снг-снCHj-CHj ;где ,2-81,1,m 7i2-8,9, ,6-6,7; (5;i-; 0,7мол. %. 1 табл.