СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГОМОГЕННЫХ АНИОНООБМЕННЫХМЕМБРАН Советский патент 1971 года по МПК C08F216/06 C08F22/06 C08F8/02 C08J5/22 

Известен способ получения гомогенных анионообменных мембран yV-алкилированием сополимера вннилпиридин - стирол полнгалоидными соединениями в растворе и формованием из раствора алкилированного структурированного сополимера мембраны.

Используемые V-алкилирующне полигалоидные соединения с лабильными атомами галоида, иаиример 1,4-дихлорбутан, выступают как агенты иоличетвертизации звеньев винилпиридина в сополимере, что приводит к пространственному структурированию сополимера.

Предлагается способ получеиия гомогенных анионообменных мембран jV-алкилированием сополимера вннилпиридин - виниловый спирт нолигалоидными соединениями в растворе и формованием из раствора структурированного сополимера мембран. Применение сополимера винилпиридин - виниловый спирт расширяет ассортимент анионитовых мембран и обеспечивает новышение их электрохимических и механических характеристик.

Исходный сополимер получают известными методами путем сополимеризации зинилпнрндина и винилового эфира с носледующим омылением звеньев винилового эфира. Омыление может быть общим или частичным; предпочтительно омыляется более 90% эфирных звеньев. Соотношение в сополимере звеньев винилпиридин-виниловый спирт находится в пределах 0.02-0,5. предпочтительно 0,04-0,25. Из вннилпиридииов используют 2-, 4-винилпириднны и их производные.

Реакцию jV-алкилирования - иоличетвертизации можио проводить или на сополимере в виде пленки, или в растворе. При ироведении поличетвертизации в растворе пленка из раствора сополимера должиа быть отформована

до окончания реакции поличетвертизации.

В качестве Л-алкплирующих агентов (агентов поличетвертизации) используют полнгалоидные ироизводиые алканов. циклогалканов и арилалканов, напрнмер 1.3-дихлорпронаи, 1.3дибромпропан. 1,4-дихлорбутан. бис(хлорметил)бензолы и полиэпихлоргидрин. Температура алкилирования 10-ЮО С, предпочтительно 25-70°С.

В качестве растворителей алкил рующих

агентов применяют растворители, в которых

растворяется или набухает исходный соиолимер, нанример воду, алифатические спирты,

диметилсульфоксид. диметилформамид.

Мембраны из раствора структурированного

сополимера формуют экструзией, прессованием или отливом из раствора с последующей отгонкой растворителя. Полученные мембраны, содержащие часть непрореагировавших третичных аминогрупп, могут быть подвергнуты дополнительно Л/-алкилировавию моноалкилируюо ими агентамп, например галоидалкилами, диалкилсульфатами, галоидацетальдегидами, с целью повышения электрохимических характеристик мембран. Мембраны мо- 5 гут быть модифицированы обработкой ацеталирующпми агентами или термической дегидратацией. Полученные мембраны имеют высокие электрохимические и механические характеристики. Пример 1. К 200 мл смеси равных объе.мов воды и третичного бутанола, нагретой до , при иеремешивании в атмосфере азота добавля от винилацетата и 15,6 г свел е-15 перегнанного 4-винилпиридииа. Через 30 мин добавляют 3 г динитрила азонзомасляной кислоты и продолжают нагревание и перемешивание в течение 20 час. По окончании реакции добавляют 1 л воды, удаляют трет-бу-20 танол. Осадок отфильтровывают, иромывают водой и высушивают. Далее сополимер омыляют обработкой 20 г соиолимера в растворе 280 мл метанола раствором 2,4 г КОН в 60 мл метанола при 60°С25 в течение 5 час. По окончании реакции добавляют 350 мл изопроианола, осадок отфильтровывают, иромывают и высушивают. Получают сополимер, содержащий 2,8% изота и имеющий характеристическую вязкость 64 сж./г.30 2 г сополимера растворяют в Ш мл диметилсульфоксида при 75°С. Одновременно растворяют 0,4 г 1,4-бис-(хлорметил)-2,5-диметилбензола (взятого нз расчета 1 моль 1,4бис-хлорметил)-2,5-диметилбензола на 2 моль35 10 винилпиридина в сополимере) в 5 Л1Л диметилсульфоксида при 25°С. Растворы смешивают и перемешивают при 25°С 5 мин. Затем раствор наносят на стекляниую пластину размером см, которую помеплают в сушильный шкаф, где ее при 70°С в течение 48 час. выдерживают После охлаждения пленку отделяют и помещают на 48 час в кипящий раствор хлористого метилена в метаноле (10% по весу). Пленку промывают метанолом и водой. Полученная мембрана имеет сопротивление 3,5 ом-СМ и селективность 50%. Мембрану подвергают ацетализации обработкой при 67°С в течение 20 мин смесью 13,5 мл 30%С У О .г ЛТТЛГ.ГГ ОА1 f 1 И Ч flХМ и, ного водного раствора формальдегида, 20 г сульфата натрия, 22 мл серной кислоты (уд. вес 1,83) и 125 мл воды. После промывки метанолом и водой мембрана имеет сонротивление 7,5 ом-см и селективность 90%. Предмет изобретения Способ получения гомогенных анионообменных мембран Л -алкилированием сополимера винилпиридин - виниловый мономер иолигалоидными соединениями в растворе в растворе и формованием из раствора алкилированного структурированного сополи.мера мембран, отличающийся тем, что, с целью расширения ассортимента гомогенных анионообменных мембраи с высокими электрохимическими и механическими характеристиками, в качестве сополимера винилпиридин - виниловый мономер используют сополимер винилпиридин - виниловый спирт.