Способ получения амфотерных полиэлектролитов Советский патент 1992 года по МПК C08F212/14 C08F8/40 C08F8/32 

Данное изобретение относится к синтезу растворимБ1х полимеров Ьанионооб-; менными, и катионообменными свойствами, используемыми в качестве экстрагентов,; коагулянтов, комплексообразоваталей, структурообразователей почв и для других целей.

Известен способ получения полиамфоглитов путем фосфорилирования треххлористым фосфором в присутствии катали- ; заторов Фриделя-Крафтса сшить1х сополимеров стирола и винилпиридинов С последующим окислением полученных продуктов .

Недостатком известного метода является сложность синтеза ионитов, связанная с получением исходного грануль-: ного сополимера и его превращёниемо Лля получения сетчатых сополимеров йеобходимо подбирать также мономеры, относительные активности которых были

бы близки о. Из указанных мономеров получить полимеры t регулярной структурой сложноо Для сшитых полиамфолитов скорость реакции ионного обмена спределяется диффузией реагирующих веществ во внутренние слои сорбента, при этом ионообменное равновесие наступает в течение 20-40 Чд Определенные трудности связаны и с десорбцией урана, при этом выделяется около 35% от общего количества сорбированного .урана, Для выделения оставшегося в |смоле урана требуется дополнительная обработка растворами аммиака и карбонатов. Это осложняет процессы сорбции и выделения металлов„

Из-за пространственного строения исходных сополимеров реакция идет медленно и требует жестких условий Кроме того в процессе фосфорилирования,

ППО П Tits разрушаются и пиридиниевые звенья невысокой механииониты получаются с ческой прочностью, , Цель изобретения - упрощение процесса, улучшение кинетических и селек ТИВНЫХ свойств ИОНИТОВо Цель достигается тем, что частично галогенметилированные полистиролы аминированные пиридинкарбоновыми кислотами или их нитрилами при 50 - 100 фосфориЛируют обработкой треххлористым фосфором в присутствии катализатора - треххлористого алюминия. Предложенный способ позволяет .получить растворимые в воде и органичес ких растворителях полиамфолиты с регу лярной структурой. Иониты, синтезированные предложенным способом, обладаю способностью селективно сорбировать ионы меди, никеля, свинца, кобальта, кадмия и стронция из водных растворов а уранил - ионы из сильно кислых,Сорб цию ионитов проводили из 0,05 Но водных растворов указанных солей марки ХсЧо, Для определения прочности полимерных комплексов использовали потенциометрический метод Бьеррума, основанный на поддержании постоянной концентрации полимера путем титрования щелочью о Для этого 15 мл 0,01 м раствора полимера разбавляли водой л титровали О,: 1 н раствором NaOHo При снятии кривой, в присутствии металла к 15 мл 0,01 и раствора полимера приливали 15 мл 0,05- н, раствора -соответ ствующей соли. В процессе титрования измеряли значения рН на потенциометре рН-340 при 20-22° и рассчитывали значение констант устойчивости комплексов , которые приведены в таблице Значения констант устойчивости комплексов полимеров с металлами. Приведенные значения констант устойчивости комплексов показывают, что предложенные полиамфолиты облада ют высоким средством к указанным ионам. Ионообменное равновесие наступает в течение мин. Наличие в це пи полимера одновременно, карбоксильных, фосфорнокислотных и пиридиниевых групп придает полимеру повышенны комплексообразующие свойства. Введение фосфорнокислотных групп в ядро макромолекулы придает иониту избирательную селективность к ионам тяжелы /металлов из сильно кислых сред В ка честве примера исследовалась сорбция иона UOl из азотнокислых Сред П р и м е р 1 о В трехгорлую колбу снабженную мешалкой и обратным холодильником загружают 50 г хлорметилированного полистирола ( - 0,32) с содержанием хлора не выше 10,0 растворенного в 1500 мл, диметилформамида (ДМФА)о Реакционную смесь при перемешивании нагревают до 70° и приливают 1000 мл ДМФА, в котором растворено 80 т никотиновой кислоты. Реакцию проводят в течение 5ч.. Затем в реакционную смесь приливают 1100 мл PClj с 5 г AlCl в качестве катализатора. По окончаний процесса (3 ч) смесь охлаждают и полимер высаживают в серный эфир о Продукт реакции после окисления азотной кислотной растворяют в воде и пропускают через иониты для освобождения от непрореагировавших кислот Полная обменная емкость (ПОЕ) ионита 5, мг-экв/Го П р и м е р 2,. 100 г хлорметилироёанного полистирола ( - 0,4) растворяют в 3000 мл ДМФА, нагревают реакционную смесь до 80° и добавляют 1бО г йзоникотиновой кислоты растворенной в 200 мл ДМФА и реакцию ведут г ло примеру 1о Смесь выдерживаютпри 80С в течение 4 ч, приливают 2200 мл. РС1з с .10 г AlClg, ПОЕ .5,8 мг-экв/г, . П р и м е р Зо 150 г хлорметилированного полистирола ( - 0,66) растворяют в 5000 мл ДМФА нагревают до 6 О с и добавляют г пи-колиновой кислоты, растворенной в 2500 мл .ДМФА, и процесс проводят по примеру 1 о Смесь выдерживают в течение 5 ч, приливают 3000 мл РС с 1,5 г AlClj, ПОЕ 4,9 мг-экв/Го П р и м е р 4 о 200 г хлорметилированного полистирола (- 0,32) растворяют в 6000 мл ДМФА нагревают до 90° и добавляют 14 г 4-цианпиридина в 4000 мл ДМФАо Реакционную смесь при нагревании выдерживают в течение 3 м, приливают 4000 мл PCl с 2,0 г AlClj ПОЕ 3,8 мг-экв/Го Амфотерные растворимые иониты, содержащие группы кислот фосфора и различных азотсодержащих оснований, представляют собой большой интерес как смолы с высокой комплексообразующей способностью и специфической селективностью Благодаря высокой селективноети предложенные иониты могут быть ис-активных изотопов, в теплотехнике в

пользованы для очистки сточных вод прикачестве средств, предотвращающих отпереработке урановых руд, В гидроме-ложение труднорастворимых солей, исталлургии для выделения ионов меди, - скусственных структурообразователей

||1икеля, свинца, кобальта, кадмия,почв и для других целей народного хо фтронция и платины, в медицине длязяйства

ускорения выведения из организма радио-/. .

.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНФОТЕРНЫХ . ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ путем фосфорилирова- i н'ия треххлористым фосфором в присут- ^ ствии катализато|эов Фриделя-Крафтсасополимеров стирола, содержащих пири- .диновые группы, о т л и'ч а ю щ и й- с .я тем, что, с целью.получения растворимых полиамфолитов.с улучшенными, 'кинетическими.и селективными свойствами, упрощения' синтеза, в качестве исходного сополимера используют Частично галогенметилированный полистирол, -аминированный пиридинкарбоновыми кис- ; лотами или их нитрилами» .