Способ получения карбоксильных катионитов Советский патент 1976 года по МПК C08F122/02 C08F8/12 C08J5/20 

1

Изобретение относится к области создания синтетических ионообменных смол, в частности карбоксильных катионитов, используемых в качестве сорбентов.

Известны снособы нолучения карбоксильных катионнтов иутсм полимеризации непредельных эфиров карбоновых кислот в присутствии дивннильного структурирующего агента и последующего омыления полимера 1, 2.

Недостатки указанных снособов заключаются в сложности регулировання структуры и проницаемости полимера вследствие различной аКтпвности мономеров при сонолимеризации, а также в невысокой степени омыления сополимера (около 80%).

Известен способ получения карбоксильных катионитов путем полимеризации непредельного эфира диалкилдикарбоновой кислоты, дибутилового эфира фумаровой кислоты в ирисутствии дивннильного сщивающего агента и последующего омыления полимера 3.

Нсдостаичамп этого способа являются невысокая степен омыления (около 85%) и сложность технологии, обусловленная жесткими условиями нроцессов полимеризации (9 час. 95-98 С) и омылення (10 час, 165- , давление 10-15 атм).

С целью новышення степени омыления нолимера и уирощения технологии получения катионитов по предлагаемому способу в каче2

стве исходного пенрсдельного эфира диа.пки. дикарбонозой кпс.юты пспо.чьзуют дпмстакрпловый эфир диалкилгалактаровой кислоты.

При 1омопол11мсризацпи дим ста кр илового эфпра Д 1алкнлгала1чтаровой кислоты (амил, азоамил, бутил, этил п др.) получают ирострапствеппо структурировапиый иолпметакрилат, омыление которого в мягких ус.човиях ириводит к получению карбоксильных катпонитов.

Процесс гомополимерпзацнп проводят суспензионным методом в нрпсутствни инициаторов радикальной нолимеризании при температуре 70-75 С в течение 2-2.5 час.

Омылеиие полимеров проводят де1 1ствием спиртового раствора щелочи при 50-60°С в течение 6-7 час. Степень омыления достигает 98-99%.

Пример 1. 35 г диизоамилгалактаровой кислоты растворяют в 200 г сухого пиридина при 0°С, добавляют 40 г апгпд 1ида мстакриловой кислоты и оставляют при 20°С на 65 час. Реакционную смесь разбавляют 17 мл воды, экстрагируют диэтпловым эфиром (500 т), экстракт промывают 0,1 и. . водои, сушат над ХазЗО.;, остатки ииридииа не1 1тралнзуют при коп цеп тр и р он а ииой

П2504. Фильтрат реакционной смеси вакуу.мируют. Остаток растворяют в 15 мл диэтило3

вого эфира, раствор разбавляют 50 мл -петролейного зфира. Выпавшие кристаллы отфильтровывают, сушат.

Получают 24,3 г (50%) диметакрилового эфира диизоамнлгалактаровой кислоты, т. ил. 130°С.

Найдено, %: С 59,47; Н 8,01.

Вычислено, %: С 59.22; Н 7,81.

Процесс эмульсионной полимеризации проводят Б тре.хгорлой колбе, спаб 1 еппой мешалKoii, обра-1пь м .ХОЛОДИЛЫ1ИКО.Ч, терлюметром. В колбу загружают 200 мл 1,1%-Цого водного раствора крахмала, при работающей мео1ал1се вводят 25 г дяметакриловсго эфира диизоамилгалактаровой кислоты и 0, г азодиизобутиронитрила, растворенных в 50 мл бутанола. Реакционную смесь при перемешивании нагревают до и выдерживают нри этой температуре 2,5 час. Образовавшиеся твердые гранулы отфильтровывают, промывают водой, этанолом, сушат. Выход 24,6 г (98%).

Полученный полидиметакриловый эфир диизоамилгалактаровой кислоты (20 г) омыляют 890 мл 0,25 и. спиртового раствора КОН при 55°С б час. Гранулы отфильтровывают, промывают этанолом, водой, сушат. Получают 16 г (93%) катионита в К+-форме.

Найдено, %: С 40.97; Н 4,87; К 17,41.

10 г катионита в К+-форме обрабатывают 150 мл 3%-Hoii соляиой кнслоты при перемешивании 1 час при 55°С. Продукт реакции промывают водой, сушат. Получают 8,1 г (98,7%)полидиметакрилоилгалактаровой

кислоты - катиоиита в Н+-форме.

Найдено, %; С 50,30; Н 6,48.

4

Катионит имеет статическую обменную емкость: по 1;ону чa+ -5,6 мг-экв/г, по иону Си++ -4,75 мг-экв/г, по ионам тубазида -4,4 мк-экв/г. Удельный объем в Н+-форме

2.2мл/г, удельный объем в На+-форме

5.3мл/г.

Кипячение катионита в 5 н. растворах серной кислоты и едкого натра приводит к снижению обменной емкости менее чем на 0,1%.

Использование предлагаемого способа позволит получать карбоксильные катиоинты с большей степенью омыления (98-99% против 80-85% по известным способам), а также упростить технологию процесса их получения (исключение использования давления, снижение температуры и продолжительности на стадиях нолимеризации и о.мыления).

Формула изобретен и я

Способ ио;1учения карбоксильных катионитов путем полимеризации непредельного эфира диалкилдикарбоновой кислоты и последуюи1.его омыления полимера, отличающийся тем, что, с целью повышенкя степени омыления и унрошения технологии процесса, в (Качестве ненредельпого диалкилдикарбоновой кислоты иснользуют диметакриловый эфир диалкилгалактаровой luicлоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент США 2798053, кл. 260--2.2, 1957.

2.Авт. св. Л 304262, кл. С 08 19/20, 1971.

3.Авт. св. № 322344, кл. С 081 19/20, 1971 (нрототип).