СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТИОНИТОВ Советский патент 1974 года по МПК C08G77/14 

Изобретение относится к области получения синтетических ионообменных смол.

Широкое применение ионообменных смол в промышленности ограничивается сравнительно низкой термической стабильностью известных синтетических ионообменных смол.

Известен способ получения катионита, обладающего высокой термостойкостью (не менее 250°С) сульфированием продуктов гидролитической поликонденсации фенилтрихлорсилана или смеси феиилтрихлорсилана с метилтрихлорсиланом.

Однако полученный сульфокатионит обладает невысокой статической обменной емкостью и механической прочностью, обусловленных высокой степенью структурирования полимерной матрицы и деструктирующим действием сульфирующих агентов вследствие высокого осмотического давления, возникающего при набухании и сульфировании полимера.

Наиболее перспективным направлением в области синтеза ионитов является создание ионитов полимеризацией или поликонденсацией мономеров, содержащих необходимые функциональные группы, так как в этом случае удается избежать нежелательных деструктивных процессов, которые имеют место при введении функциональных групп в полимер, и обеспечить более высокое содержание ионогепных групп в ионите.

Цель изобретения - получить термостойкие карбоксильные катиониты с высокими сорбционными характеристиками и высокой механической прочностью.

Это достигается тем, что в качестве замещенных хлорсиланов применяют дихлорсилалактоны.

О

н,о,дJcCl,Si(CH,)nCO-- Oi,5 81(СН,)„СООН ,

где , 2, 3. ..

Процесс гидролитической поликонденсации

проводится в кислой среде при температуре 20-100°С с раскрытием цикла по связи Si-О и образованием пористого полимерного структурированного продукта - карбоксильного катионита.

С1П1тезированиые карбоксильные катиониты имеют высокую обменную емкость - 6,8 мг-экв/г для карбоксильного катионита на основе мономера - дихлорсилавалеролактона (/1 3) и 3,7 мг-экв/г для карбоксильного катионита на основе дихлорсилалаурииолактона (), обладают высокой термостойкостью (снижение СОЕ не наблюдается при нагревании на воздухе при 175°С в течение 4 час) и могут быть использованы в известных областях применения карбоксильных катиоиитпв.

Примеры иллюстрируют предлагаемый способ.

Пример 1. В стакан на 250 мл заливают 100 мл воды, затем при перемешивании добавляют 20 г дихлорсилавалеролактона и выдерживают 48 час при температуре 50°С. Образовавшийся рыхлый полимер белого цвета отмывают водой до нейтральной реакции промывных вод в колонне и высушивают сначала при 100°С на воздухе в течение 2 час, а затем при 112°/2 мм рт. ст. до постоянного веса. В результате получают 13 г (70%) нерастворимого в воде и органических растворителях структурированного полимера - карбоксильного катионита со следующими характеристиками: статическая обменная емкость по 0,1 и. раствору NaOH 6,8 мг-экв/г; коэффициент набухания 1,3 (для фракции размером 1 мм); насьшной вес 0,2 г/мл.

Пример 2. В стакан на 250 мл заливают 100 мл воды, затем при перемешивании добавляют 20 г дихлорсилалауринолактона и выдерживают 48 час при комнатной температуре. Образовавшийся рыхлый полимер белого цвета отмывают водой до нейтральной реакции промывных вод в колонне и высушивают сначала при 100°С на воздухе в течение 2 час, а затем при 112°/2 мм рт. ст. до

постоянного веса. В результате получают 15 г нерастворимого в воде и органических растворителях структурированного полимера - карбоксильного катионита. Характеристики катионита: статическая обменная емкость по 0,1 н. раствору NaOH 3,7 мг-экв/г; коэффициент набухания 1,3; насыпной вес 0,2 г/мл.

15Предмет изобретения

Способ получения катионитов путем трехмерной гидролитической поликонденсации замещенных хлорсилаяов, отличающийся 20 тем, что, с целью получения термостойких карбоксильных катионитов с высокими сорбционными и механическими характеристиками, в качестве замещенных хлорсиланов применяют дихлорсилалактоны.