Способ получения полифункциональных анионитов Советский патент 1976 года по МПК C08G10/04 C08G73/00 C08J5/20 

1

Изобретение относится к синтезу макромолекул с анионообменными свойствами, которые можно использовать для сорбции и разделения ионов различных металлов в гидрометаллургии, для очистки конденсатов атмосферной влаги, в качестве катализаторов многих химических реакций, в теплоэнергетике и т.д.

Известен способ получения ионитов путем взаимодействия дихлорметилпроизводных, дифенилового эфира с аммиаком или аминами 1 и 2,

с ди- или полиаминами 3.

Для этого метода получения ионитов характерны малая доступность дихлорметилпроизводных, а такж сложность и многостадийность их синтеза. Небольшая длина молекул не позволяет получить полиэлектролиты с улучшенными кинетическими свойствами, высокой проницаемостью и селективностью. При хлорметияировании дифе илового эфира образуются смесь моно-, ди-, три- и тетразамещенных призводных. Разделение их трудоемко и требует гленкального оборудования, так как хлормегильные соединения термически не стабильны и при повышенной температуре происходит их поликонленсация с выделением хлористого водорода. Разделить изомеры можно лишь при остаточном давлеНИИ 1,0-1,5 мм рт.ст, температуре не выше 200-210°С при тщательной отмывке от соляной кислоты. 4,4-замешенные бис- (хлорметил)производные дифенилоксида выделяют путем охлаждения до -15° С.

Цель изобретения состоит в упрощении процесса, повышении проницаемости, улучшении кинетических и сорбционных свойств конечного продукта.

Предлагаемый способ получения полифункциональных анионитов путем конденсации дихлорметилпроизводного ароматического углеводорода с ди- и полиаминами, отличается тем, что в качестве дихлорметилпроизводного ароматического углеводорода используют хлорметилнрованный дифенилоксидформальдегидный олигомер с мол.в. 500-700.

Хлормети.т1рованный дифенилоксидформальдегидный олигомер, содержащий 18,6-20,4% хлора, получают хлорметилированием по методу Блана или монохлордиметиловым эфиром (на 1,0 моль олигомера берут 4,0 моль монохлордиметилового эфира, 0,1 моль хлорного олова, температура 40-45°С, продолжительность 3 час).

Ашонообменные полимеры получают поликонденсацией хлорметилированного дифенилоксидформальдегидного олигомера с полиэтиленполиамином, поликсилиленполиамином, полиэтиленимином, гексаметилендиамином в общем растворителе - тетрагидрофуране или диоксане. Полученный форконденсат отверждают в термошкафу до образования сшитого продукта трехмерной структуры. При молярном соотношении хлорметилированный дифенилоксидформальдегидный олигомер : амин, равном 1:2 для полиэтилешюлиамина; 1:3 для поликсилиленполиамина и гексаметилендиамина и 1:1 для полиэтилеинмина,

Сорбционная способность ионитов на основе хлорметилированного дифенилоксидформальдегидного олигомера, полиэтиленполиамина (ПЭПА), полиэтиленимина (ПЭИ), поликсилиленполиамина (ПКПА) и гексаметилендиамина (ГМДА)

образуются иониты с высокой обменной емкостью (6,7 мг.зкв/г, 3,96 мг экв/г, 3,05 мг.экв/г, 7,75 мг,экв/г соответственно). Взаимодействие аминов и хлорметилпроизводных дифенилоксидформальдегидного олигомера из-за высокой совместимости протекает в мягких условиях (температура форкондепсации 20-40° С, отверждение форконденсата при 70° С и 100° С по 10 час последовательно) с почти количественным выходом (92-96%).

Наличие в структзфе ионита подвижных NH- N и -О-групп способствует повышению обменной емкости и селективности по отношению к ионам цветных металлов (см. табл. 1)

Таблица 1

Синтезированные аниониты отличаются по-ботке ионитов 5 и. растворами серной кислоты и

вышенной механической прочностью (96-98%),едкого натра теряется 7-10% обменной емкости, а

термоустойчивостью в воде (см. табл. 2) и хи- 35при контакте с раствором Н2 02 15-20%. мической устойчивостью (см. табл. 3). При обраТермическая устойчивость анионитов в воде (48 час, 100° С)

Таблица 2

Изменение величин обменной емкости но 0,1 н. раствору HCI () и удельного объема (II) при контакте с растворами кислоты, щелочи и перекиси водорода

Таблица 3