СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ Советский патент 1973 года по МПК C08F212/08 

1

Изобретение относится к синтезу водорастворлмых нол:ИЭлект,рол.итов, которые обладают высокой эффективностью действия, связанлой с их линейной структурой, большой концентрацИей .и доступностью ионогенных грунн, что позволяет применять их в качестве флокулянтов, коагулянтов, экст.рагентов и эмульгаторов в различных отраслях народного хозяйства.

Известен способ получения водорастзоримых полиэлектролитов введением ионоге.иных групп в сополй.меры стирола ,и малеинового ангидрида. Однако в полученном водораствори.мо.м полиэлектрол.ите карбоксильные груп;ПЫ расположены близко одна к другой и но одну сторону макромолекулы, что вызвано особенностью строения .малеинового ангидрида. Такое расположение карбоксильных групП, окруженных с двух сторон ароматическими ядрами стирола, содержащи1ми сильнокислотные .или основные ионогенные группы, затрудняет иолный обмен карбоксильными группами, особенно в случае ионов больших размеров, что связано с простра.нствениыми затруднепиям.и, а это пр.иводит к уменьшению эффективности ионного обмена ,и ограничению при1меиен:ия указанного полиэлектролита. Кроме того, ангидр.идные группы не полностью переходят в карбоксильные.

С целью устранения указанного недостатка нредложено в качестве нсходпого сополимера применять сополимер стирола и итаконовой кислоты, содержащей две карбоксильиые групны в различных положениях (а и р), что из-за отсутствия пространственных затруднений позволяет повысить эффективность ионного об.мепа.

СопоЛИмеризацию итаконовой кислоты со стиролОМ проводят в растворе диоксана в присутствии перекиси бензоила при нагревании.

Сульфируют сополимер кондентрИрованной серной .кислотой, а фосфорилируют треххлорнстым фосфором в присутствии безводного хлористого алю1миния при нагревании. Хлорметилирование сополимера итаконовой кислоты со стиролом осуществляют Монохлордиметиловым эфирОМ в присутстВ|ИИ в качестве катализатора хлористого цинка. При дальнейшем ам.инировании хлорметилированного сопол1И1Мера пиридином образуется водорастворимый амфотерный полиэлектролит, содержащий наряду с осиовнЫМИ группами и слабокислотные карбоксильные группы.

Пример 1. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой и обратным холодильником, вносят 13 г (0,1 моль) итаконовой кислоты, 50 мл диоксана, 0,967 г (0,02 моль1л) перекиси бензоила и 10,4 г (0,1 моль) стирола. Смесь нагревают до 80С и выдерживают

П|р,и ЭТОЙ температу.ре 24 час, после чего разбавляют диоксанОМ 1Я осаждают водой. Выход сололИМе.ра 95% от теории. Приведенная вязкость (Ппр) со,:толимера в диме;тилфс1р:мамиде (ДМФА) равна 0,6; кислотн.ое число 475.

П.ример 2. Сульф.ированИе сополимера итаконовой мислоты со стироло.м.

В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой и обратным .холодильником, вносят 8 мл конщедтриpicванной серной кислоты и нагревают до 80°С, после чего при этой те.миерату1ре тюстепенно порция.ми вводят 2 г сополимера итаконовой кислоты со стиролом (в виде парош-ка), Ппр 0,6; кислотное число 475. Суль|фдрован«е осуш,ествля.ют в течение 3 час, после чего содержи.мое реак-циолной «олбы .постепенно выливают в стакан со льдом (20 г). Полученный водный раствор обрабатывают СаО для удаления избытка H2S04 и пропускают через колонку с катионитом КУ-2 для удалеИИя ионов Са и через колонку с алиоаитОМ ЭДЭ-10Г1 с целью удаления .иолов Затем водный раствор ко}1центрируют у пар1иванием и сульфированный со-нолимер высаживают из него этанолом, бысушеилый проду1кт представляет собой порошок коричневого цвета, хорошо растворимый в воде. Вы.ход продукта 2,1 г. Удельная вязкость 0,5%-.ното раствора сульфлровапното сополл1мера 0,45, содержанне серы 6,8%, обмен.ная емкость ло 0,1 н. раствору NaOH 8,4 мг .

П р и м ер 3. Фосфорилировалие сополимера .итаконовой кислоты со стиролом.

В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой 1И обратльим холодильнико.м, вносят 30 мл диокса.на, 2 г сополИ.мера (Пп„ 0,6; кислотное число 475) и нагревают до 75°С прл постоянном перемешивалил, после чего лрл этой температуре прикапывают 10 г треххлористого фо.сфора. Зате.м постепенно порадия.мл вводят 2,5 г безводного хлористого алюмлнля. Фосфо1рилирован.ие осуществляют в течение 8 час, после чего содержи.мое реакционной колбы окисляют 25%-ны,м раствором азотной кислоты в течение 6 час При этих же условиях. По окончалки окисления отфильтровывают не)растворЛ1мую часть, а раство.р .выпаривают на 1ВОДЯЛОЙ бане. Высушенный .продукт представляет собой порошок, хорошо растворимый в

воде. 2,2 г. Удельиая вязкость 0,5%-ного раствора фосфор.или.рованного соЛголл.мера в -воде 0,47, содержание фосфора 7,1%, об .менлая ем1кость по 0,1 л. раствору NaOn 8,4 мг - экв/г.

При.мер 4. Синтез во.дорастворимого амфотерного нолиэлектролита хлор..метилировал.иам с последующем аминированием сополимера итаконовой кислоты со сти.ролом.

В трехгорлую колбу, снабженную мещалкой и обратным холодильником, вносят раствор 2 г сополлмера итаконовой кислоты со стлролом в 16 мл монохлордИ|Метллового эфира, 5 мл диоксала и 0,2 г хлористого цинка.

Реакционную смесь нагревают до 50°С и выдерживают при этой температу.ре 8 час. По околчапл.и реакции содержимое колбы выливают в изолролиловый слирт. Высадивщийся хлорметилироваиный сололи.мер обрабатывают водой до отсутств.ия иолов хлора и высу.ш.иваютв вакуу.ме ири 30°С. Выход хлор-метилированлого сонолимера 2,3 г, содержание хлора 10,1%.

АминИруют хлор.метилированный с ополи мер пиридилом в диоксановом растворе. В трехгорлую колбу, снабженную обратным хо.лодильни ком и .мешалкой, вносят 2 г хлорметилированного сополимера в 20 мл диокса,на и 4 г п.и.ридина, после чего при пере.мешивалил те.мпературу повышают до 40°С .и выдерживают 4 час. По окончании реакции аминированный продукт обра батывают геПтанОМ и сушат в вакуу.ме при 30°С. Выход продукта 2,2 г. Содержание азота в а-мивированлом сопол.имере 2,9%, удельная вязкость 0,5%-ного раствора 0,46, обменная емкость по 0,1 н. раствору NaOn 6,2 мг - экв/г, Обме.нная емкость по 0,f н. раствору AgNOs 2Л мг . экв/г.

Предмет oi з о б р е т е н л я

Способ л.олучения во.дораствори.мых поли©лектролитов путем .введения ионогенных групп в сонолимер стирола, отличающийся тем, что, с целью получения комллексообразующего со.рбента, в качестве исхо.дного сололимера примеияют сополимер стирола и итаконовой кислоты.