Способ получения водорастворимого полиэлектролита Советский патент 1982 года по МПК C08F112/14 C08F8/00 C08J5/20 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМОГО ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТА

12

гоняют непрореагировавший монохлордиметиловый эфир, который используется для приготовления исходной хлорметилирующей смеси. Полученная реакционная масса, благодаря эффекту высаливания, образует два слоя: верхний - раствор хлорметилированного полистирола (ХМП) в метилале, загрязненный продуктами реакции, и нижний - раствор катализатора, который отделяется. К оставшемуся раствору хлорметилированного полистирола ири перемешивании приливают метилально-метанольную смесь в соотношении 0,5-1,0 : 1,0-0,5 для связывания остатков моиохлордиметилового эфира и высаждения ХМП в виде вязкотекучей легкоподвижной жидкости. После чего происходит ее разделение на 2 слоя: верхний -- метилаль, загрязненный остатками продуктов реакции хлорметилирования, и нижний - раствор ХМП в метилале, также содержанхий примеси. В целях полной очистки раствора ХМП от иримссей его многократно обрабатывают метилальиометанольной смесью в соотношении 15- 20 : 6-1, либо метилально-метанольной смесью в совокупности со щелочной обработкой.

Очищенный от примесей раствор ХМП аминируют ири О-50° С в течение 2-20 ч раствором амииа в присутствии растворителя, представляющего собой смесь метилаля и воды в весовом соотношении 1 - 5:10-5. После отстаивания реакционной массы образуются два слоя: верхний - маточиик амииирования, который исиользуют для приготовления исходного раствора амина, и нижний - раствор готового продукта, загрязненный амином. Раствор готового продукта обрабатывают метилально-метанольной смесью в объемном соотношении 9:1 и отстаивают. Образуются верхний слой - маточиик промывки, нижний - готовый продукт, который обрабатывают до отсутствия аминов метилальио-мстанольной смесью.

При использовании легко летучих аминов их удаление осуществляют отдувкой инертным газом или острым паром.

При получении водорастворимого полиэлектролита в твердом виде иа стадии аминироваиия исиользуют метилальный раствор амина с концентрацией не менее 50%. С этой целью к метилальному раствору амина при интенсивном перемешивании ири О-100° С приливают раствор хлорметилированного полистирола в метилале и выдерживают 2-48 ч. Образующийся полиэлектролит выделяют из реакционной массы и сушат.

Пример 1. В колбу помещают 1040 г монохлордиметилового эфира, 480 г отгона монохлордиметилового эфира от предыдущей операции, добавляют при перемешивании 208 г полистирола (молекулярная масса 44500) и через 30 мин перемешивания

получают 155 г второго отгона от предыдущей операции и 95,6 г хлористого цинка. Процесс проводят ири 50-52° С в течение 3,5 ч. Затем проводят отгонку непрореагировавшего монохлордиметилового эфира в течение 1,5 ч (отгон 1). К оставшейся реакционной массе добавляют 697 г метилаля и за 1 ч отгонки получают 912 г разбавленного монохлордиметилового эфира (отгон 2).

После 0,5-часового отстаивания реакционная смесь разделяется на два слоя. Верхний - раствор хлорметилированного полистирола, нижиий - раствор катализатора, который сливают через нижиий штуцер. К

оставшемуся верхнему слою при непрерывном перемешивании и охлаждении прилипают 600 мл метилальио-метанольной смеси в объемном соотношении ко.мпонентов 50 : 50 и выдерживают полученную смесь

при 25° С в течение 0,5 ч. После 15-минутпого отстаивания образуется верхний слой - маточник разложения моиохлордиметилового эфира и нижний - раствор ХМП, который сливают в колбу для аминирования.

К раствору хлорметилированного полистирола приливают ири перемешивании 300 мл метилаля, а затем при охлаждении 330 мл 15%-ного раствора едкого натра

(до рН 5-6). После 15-минутного перемешивания реакциониая масса отстаивается и разделяется на два слоя: верхний - раствор ХМП Б метилале, нижний - маточиик нейтрализации, который сливают через

нижний штуцер. К оставшемуся раствору ХМП приливают при иеремешивании по 300 мл метилаля и воды. После 15-минутиого перемешивания и 20-минутного отстаивания реакционная масса разделяется на

два слоя. Нижний - маточник промывки, который сливают через иижний штуцер и используют для приготовления 15%-ного раствора едкого натра, используемого иа стадии нейтрализации ХМП. Верхиий слой,

представляющий собой раствор очищенного ХМП в метилале, пригоден для аминирования. Содержание хлора в ХМП 22,5%. Высушенный ХМП полностью растворим в ацетоне.

Очищенный раствор ХМП аминируют прл 40-42° С 1310 г раствора триметиламина в составе, %: триметиламин 18,8, метилаль 14,7, метанол 2,5, вода 64, в течение 4 ч. Полученную массу охлаждают до 22° С

и отстаивают 30 мин. В результате образуется два слоя: верхний - маточник аминирования, и нижний - раствор готового продукта поливинилбензилтриметиламмоиийхлорида (ПВБТМАХ), который сливают

через нижний штуцер. К раствору ПВБТМАХ приливают 700 г дистиллированной воды, нагревают массу до 75° С и ири перемешивании проводят отдувку триметиламина азотом в течение 4,5 ч, получая

1372 г 30,5%-ноге водного раствора поли