СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТИОНИТОВ Советский патент 1974 года по МПК C08G77/30 

1

Изобретение относится к области получения синтетических ионнообменных смол.

В настоящее время широкое применение ионообменных смол в промышленности ограничивается сравнительно низкой термической стабильностью суш,ествуюших типов синтетических ионооб.менных смол.

Известен способ получения катионитов путем трехмерной гидролитической поликонденсации фепилтрихлорсилана или смеси фенилтрихлорсилана и метилтрихлорсилана и последуюш,его сульфирования.

Однако полученный сульфокатионит имеет невысокую статическую обменную емкость и механическую прочность, обусловленные высокой степенью структурирования полимерной матрицы и деструктируюш,им действием сульфируюш,их агентов вследствие высокого осмотического давления, возникаюн,его при набухании и сульфировании полимера.

С целью создания термостойких катионитов с высокими сорбционными и механическими характеристиками предлагается способ получения катионитов путем трехмерной гидролитической поликонденсации мономера содержаш;его РСи-группы - трихлорсилнлдихлорфосфинилдифенила С1з5{СбН4СбН4РС12.

Процесс гидролитической поликонденсации проводят в кислой среде при 20-100°С. Трехмерный продукт гидролиза - пористые полимерные частицы - иредставляет собой фосфонистокислый катионит; при окислении фосфонистокислотного катионита окислителями, например, 20%-ной азотной кислотой или 30%-ной перекисью водорода, получают фосфоновокислотный катиоиит. Эгот катиоиит можно получить в одну стадию, если процесс гидролитической поликонденсации трихлорсилилдихлорфосфинилдифенила проводить в 30%-пой перекиси водорода.

Синтезированные фосфорнокислые катиониты имеют высокую статическую обменную емкость (3,7 мг-зкв/г для фосфонистокислотиого и 5,3 мг-экв/г для фосфоновокислотиого катионита), обладают высокой термостойкостью (при 250°С в течение 8 час снижение СОЕ на 8%, при 200°С изменения СОЕ не наблюдалось - для фосфоновокислотного катионита) и могут быть использованы в известных областях применения фосфорнокислых катионитов.

П р и мер i. В колбу на 250 мл заливают 150 мл 15%-ной НС1, добавляют 20 г трихлорсилилдихлорфосфинилдифенила и нагревают при 50°С в течение -3 час. Образовавшийся рыхлый полимер белого цвета отмывают водой в колонке до нейтральной реакции промывных вод и высушивают при 100°С в течение 2 час, а затем при 112°С/2 мм рт. ст. до постоянного веса. В результате получают

1й г iie растворимого в воде и органических растворителях структурированного полимера - фосфонистокислотного катионита. Характеристики катионита: статическая обменная емкость по 0,1 н. раствору NaOH 3,7 мг-экв/г, коэффициент набухания-1,1, насыпной вес 0,26 г/см.

Пример 2. В колбу на 250 мл заливают 100 мл 30%-ной перекиси водорода, добавляют 10 г фосфонистокислого катионита и нагревают при 80°С в течение 2 час. Окисленный полимер отмывают водой до нейтральной реакции промывных вод в колонке, высушивают при 100°С в течение 2 час, а затем при 112°С/2 мм рт. ст. до постоянного веса. В результате получают 10 г не растворимого в воде и органических растворителях фосфоновокислотного катионита.

Характеристики катионита; статическая обменная емкость по 0,1 н. раствору NaOH 5,3 мг-экв/г, коэффициент набухания 1,2 насыпкой вес 0,3 г/см. После нагревания на воздухе при 200°С в течение 4 час СОЕ 5,3 мг-экв/г.

Пример 3. В колбу на 250 мл заливают 100 мл 30% перекиси водорода, добавляют 10 г трихлорсилилдихлорфосфинилдифенила и нагревают при 80°С в течение 2 час. Образовавшийся рыхлый полимер белого цвета

отмывают водой до нейтральной реакции промывных вод и высушивают сначала при 100°С на воздухе, а затем при 112°С/2 мм рт. ст. до постоянного веса. В результате получают 7 г не растворимого в воде и органических растворителях полимера - фосфоновокислого катнонита.

Характеристики катионита: статическая обменная емкость по 0,1 н. раствору NaOH 5,3 мг-экв/г, коэффициент набухания 1,2, насынной вес 0,3 г/см. После нагревания на воздухе при 200°С в течение 4 час СОЕ 5,3 мг-экв/г, при 250°С в течение 8 час СОЕ 4,9 мг-экв/г.

Предмет изобретения

1.Способ получения катионнтов путем трехмерной гидролитической ноликонденсации замещенного трихлорсилана, отличаюш;ийс я тем, что, с целью создания термостойкого катионита с высокими сорбционными и механическими характеристиками, в качестве замешенного трихлорсилапа применяют трихлорснлилдихлорфосфинилднфеннл.

2.Способ по и. 1, отличающийся тем, что, с целью увеличения обменной емкости продукт в процессе поликонденсации или после завершения подвергают окислению.