Способ получения водорастворимого полиэлектролита Советский патент 1985 года по МПК C08F8/32 C08F112/08 

э

00 Изобретение относится к области синтеза высокомолекулярных соедине , ВИЙ, а именно катионных водораство римых полиэлектролитов на основе полистирола и может быть использовано при очистке природных, и сточн вод, обезвоживании шламов и др. Изве&тен способ получения катио ноге водорастворимого полиэлектролита на осове полистирола путем ег хлорметилирования и последующего аминирования l. Такой способ не пригоден для осуществления в промьшшенньпс условиях, так как для получения полиэлектролита с большой молекулярной массойJ(вязкость 0,5%-ного водного раствора при 23,3 сСт), хлорметилирование и аминирование прово дят в сильно разбавл нньнс средах (соответственно, в дихлорэтане и диоксане). Поэтому данный способ мало производителен, требует большого ассортимента сырья и характер зуется большим количеством отходов производства а также не позволяет получать в производственных услови достаточно чистьгй полиэлектролит. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ получения водораст воримого полиэлектролита марки ВЖ-101 заключающийся в том, что хлорметилирование и аминирование полистирола проводят в среде метилаля L-d При использовании такого способ решаются вопросы переработвэи отход производства. Кроме того, данный способ из-за присутствия в хлорметилирующей смеси значительного количества метилаля позволяет получать полиэлектролиты с вязкостью 1%-ного водного раствора 3-5 сСт. Яедостатком этого способа являе ся низкая величина вязкости {молекулярная масса) получеаиого полиэлектролита , неудовлетворительная флокуляциониая активность, а также недостаточная чистота готового пpoдykтa из-за присутствия незначи тельных количеств формальдегида (:0,1%). Цель изобретения - увеличение . молекулярной массы полизлектролита и его флокуляционной способности. Цель достигается тем, что при аминировании третичным амином хлор метилированного полистирола (ХМП) добавляют вторичньм амин в количестве 0,01-0,16 моль на 1 моль ХМП. Аминирование ХКП обычно осуществляют триметиламином как самым доступным реагентом. В качестве вторичного амина можно использовать диметиламин, диэтйпамин и т.п. Взаимодействуя с ХМП по реакции Меншуткина (например, 1 моль вторичного амина с 2 моль ХМП) вторичные амины способствуют соединению полимерных цепей и тем самым увеличению молекулярной массы получаемого водорастворимого полиэлектролита. Поскольку реакция взаимодействия ЖП со вторичным амином протекает с такой же высокой скоростью, как и . с третичными аминами, необходимо создать условия, предотвращающие образование нерастворимого полиэлектролита (смешивание макромолекул) . С этой целью вторичные амины берут в определенном количестве по отношению к ХМП, а именно, 0,01- . 0,16 моль на 1 моль ХМП (при оптимально количестве используемого третичного амина 1 ,5 моль на 1 .моль ХМП). При добавлении вторичных аминов в количестве более 0,16 моль на 1 моль ХМП в конечном продукте образуются гелеобразные частицы. Процесс аминирования осуществляют при температуре 38-42 С в течение 4ч. Использование низших а данов при аминировании ХМП способствует также и удалению формальдегида из готового продукта , Так, 1 моль формальдегида и 2 моль ди1№тш1амина дают бифункциональный третичный ш«1н-тетраметилметилендиамин. Пример 1. Полистирол с молекулярной массой около 50 тыс (208 г) растворяют в смеси хлордиметияового эфира с метнлалем плотностгао 1,048 (1520 г), добавляют хлористый цинк (95,6 г), нагревают полученную массу до 50-52 С и выдерживают 3 ч. Затем температуру повышают до 54 С и отгоняют хлордиметилоВ1 эфир (500 мл). Реакционную массу охлаждают, добавляют метилаль (800 мл) и отгоняют эфирнометилальну смесь (1000 мл) при температуре куба 50-52 0. Кубовый остаток охлаждают, дают отстояться и отделяют катализаторный слой. К. оставшемуся полимерному раствору добавляют метилаль (300 мл), затем при перемешивании до рН 6-8 10%-ный раствор едкого натра и отделяют после отстаивания водный слой. Получают хлорметилированный полистирол (ХМП) в виде 32%-ного раствора в метилале содержанием хлора в ХМП 20,75% (степень хлорметилирования - 0,845). К раствору ХНП при перемешивании приливают триметиламин в количестве 1,5 моль и диметиламин - 0,01 моцъ на 1 моль ХМП с учетом степени хлорметилирования. Реакционную массу нагревают и вьщерживают при в течение 4 ч. По окончании процесса ами ны и другие органические примеси отгоняют, постепенно повьшая температуру полученной массы до 90-95 С, а затем с помощью острого пара. Вязкость 1%-ного водного раствора полученного водорастворимого полиэлектролита составляет 4,8 сСт.с Пример 2. Водорастворш&й полиэлектролит получают согласно способу,- описанному в примере 1, используя при амикщ овании диметиламин в количестве 0,02 моль на 1 моль ХНП. Вязкость полученного 1%-ного водного раствора полиэлектролита состав ляет 5,00 сСт. Пример 3 Водорастворимьй полиэлектролит получают согласно способу, описанному в примере 1, используя при аминировании диметиламин в количестве 0,04 моль на 1 моль ХМП (вязкость его 1%-ного водного раствора 5,44 сСт). Пример 4. Водорастворимый иолиэлекчродит получают согласно способу, описанному в примере 1, используя при аминировании диметиламин в количестве 0,08 моль на 1 моль |ХМП (вязкость его 1%-ного водного раствора 5,88 сСт). Пример 5. Водорастворимый полиэлектролут получают согласно способу, описанному в примере t, используя при аминиро)зании диметиламин в количестве 0,14 моль на 1 моль ХМП (вязкость его 1%-ного водного раствора составляет 6,6 сСт). Пример 6. Водорастворимый полиэлектролит получают согласно способу, описанному в примере 1, используя при аминировании диметиламин в количестве 0,16 моль на 1 моль ХМП (вязкость его 1%-ного водного раствора составляет 7,2 сСт). Разработанный способ получения водорастворимого полиэлектролита на основе полистирола позволяет увеличивать молекулярную массу полиэлектролитов на 30-35%, а также устранить примеси формальдегида. Проведенные исследования с образцаьш полиэлектролитов, полученных по разработанному способу, показали их более высокую эффективность в процессе очистки сточных вод углеобогатительных фабрик от взвешенных частиц, чем полиэлектролит, получаемый по известному способу. Результаты исследования для различных образцов полиэлектролитов представлены в таблице. Оптимальная Вязкость олиэлектро1%-ногодоза поливодногоэлектролита растворапри очистке полиэлектсточных вод, мг/л ролита, сСт По примеру 2 5,0 По примеру 4 5,88 По прототипу 4,10

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМОГО ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТА путем хлорметилирования полистирола с последующим аминированием третичным амином, взятым в избытке, отличающийся тем, что, с целью увеличения молекулярной массы полиэлектрояита и его флокуляционной способности, аминирование осуществляют в присутствии вторичного амина, при. молярном соотношении вторичного амина и хлорметилированного полистирола, равном 0,01-0,16:1.