Способ получения сульфокатионитов Советский патент 1976 года по МПК C08F212/14 C08F8/36 

1

Изобретение касается синтеза высокопроницаемых катионитов с сильнокислотными группами.

Известен способ получения супьфокатионитов путем сопопимеризации стирола и диизопропенилдифенила с последующим сульфированием til.

Главным недостатком этого способа является низкий выход (50-60%), сложность и трудность получения дивинипьного соедине ния, использованного при синтезе исходного сополимера, из-за низкой активности исходного дифенила в реакциях замещения. Образующаяся макромолекула отличается очень жесткой структурой, вследствие этого реакция сульфирования сополимеров стирола и диизопропенилдифенила протекает медленно. Низкая реакционная способность диизопропенипдифенила по сравнению со стиролом не позволяет получать полимеры с равномерной пространственной сеткой. Это в свою очередь отрицательно сказьгеается на механической прочности, термической и химической устойчивости ионитов на юс основе.

Целью изобретения является увеличение

проницаемости, и улучшение физико-химичедких свойств катионитов.

Поставленная цель достигается использованием в качестве дивинильного соединения 4, 4-диизопропенилдифенилоксида.

Способ заключается в том, что проводят суспензионную сополимеризацию стирола 4,4i-диизопропенилдифенилоксидом в цилиндрическом йеакторе в среде 1%-ного водного раст вора крахмала в присутствии инициаторов радикального типа. Объемное соотношение смесс мономеров: вода равняется 1:6. Ионогенные группы в сополимер вводят сульфированием концентрированной серной кисло рой, олеумом или хлорсульфоновой кислотсЛ при комнатной температуре.

Применение диизопропенвлдифенипоксида позволяет значительно повысить регулярность пространственной сетки сополимеров. В процессе сополнмериаации со стиролом он потшостью вступает в реакцию. Об этом свидетельствует совпадение среднего молекулярного веса участка цепи (Мс), заключенного между соседними узлами сетки, и среднего числа звеньев между ними (табл. 1).

Таблица 1

Сополимер стирола и диизопропенилдифенила 13,7 3006 3315 7.31478 192О 6,2 967 1490 5.4702 1310 Сополимер стирола и диизопропенилдифенилоксида

Наличие шарнирной связи -О- в дифенилоксиде придает сополимеру высокую гибкость и проницаемость, что облегчает процессы сульфирования при синтезе сульфокатионитоБ. В известном способе за 2 час содержание серы в полимере не превышает 3,8%, в данном способе - 8,2%.

Из данных табл. 1 следует, что при использовании диизопропенилдифенилоксида гранульная сополимеризация со стиролом протекает более эффективно, чем при применении диизопропенилдифенила. При использоваНИИ последнего образуются неоднородные продукты с нерегулярной сшивкой, что приводит к ухудшению свойств сульфокатионитов.

Полученные сополимеры и сульфокатио- ниты имеют более высокие показатели механической прочности, термической и химической устойчивости по сравнению С ионитами на основе стирола и диизопропенилдифенила. Если исходный сополимер на основе стирола и диизопропенилдифенила начинает разлагаться при 150 С, то сополимер на основе

32 18 14 13

При термообработке в воде в ампулах сульфокатионита на основе сополимеров стирола и диизопропенилдифенила (8%) при 130, 16О и 180 С его емкость снижается на 11,16 и 37%, в случае сульфокатионитов на основе сополимеров стирола и дигизопропенилдифенилоксида - на 1, 5, 7 и 14% соответственно.

Синтезированные сульфокатиониты отличаются также более высокой химической устойчивостью. Потеря обменной емкости сульфокатионитов на основе сополимеров стирола с 8% диизопропенилдифенила при 24-часовом контакте с 5 н. азотной кисло той составляет 28%, в то время как с диизопропенилдифенилоксидом всего 9-18%. Для сравнения некоторые физико-химические характеристики синтезированных и известных сульфокатионитов представлены в табл. 2. 29 14 9 7

10 (при

150 1ОООС)

Таблица 2

28

11,0

37

16