Способ получения формованного катионита Советский патент 1987 года по МПК C08J5/20 C08G61/06 

Изобретение относится к области получения термостойких ионитов и может быть использовано в промьтшеннос ти высокотемпературного органического карализа. Известны способы получения термостойких ионообменных материалов на основе полимера с сопряженными связя ми, например, сульфированием полифениленкетона и других полимеров, полу чаемых путем полимеризации ангидридов двухосновных кислот. Недостатками этого способа являют ся необходимость использования катализаторов полимеризации (ZnGl2 загрязняющих катионит, а также получение ионита в порошкообразном виде и невозможность формования порошка в механически прочные гранулы. Наиболее близким к предлагаемому способу по технологии и достигаемому результату является способ получения формованных ионитов путем радиационной полимеризации стирола, предварительно нанесенного на силикагель, с последующим сульфированием полистиро ла. Ионит имеет форму сфер с размером, определяемым размером исходного силикагеля, и статическую обменную емкость (СОЕ) 1,4 мгзкв/г по NaOH. Однако ИОНИТ, получаемый по известному способу, имеет невысокую термостойкость (до 140 С), что препятствует его применению в органичес ких реакхщях, протекающих при высоких температурах. Кроме того, само использование радиации крайне нетехнологично . . Цель изобретения - увеличение тер мостойкости формованйых ионитов и упрощение технологии процесса. Указанная цель достигается путем полимеризации фталевого ангидрида на носителе при 400-500°С в течение 10 ч под давлением 50-80 атм с последующим сульфированием полимера. Отличительной особенностью предлагаемого способа является использование в качестве мономера фталевого ангидрида, проведение процесса при 400. и давлении 50-80 атм. Предпочтительно в качестве носителей использовать силикагель, алюмосиликат, цеоЛит. Предложенный способ позволяет получить катионит, термостойкий до 250 С сферической формы с размером сфер и механической прочностью, обусловлен СаО) ной соответствующими параметрами носителя. В то же время предпоженный способ не ярляется механическим переносом известной полимеризации фтапевого ангидрида на способ получения катионита на носителе, поскольку в процессе осуществЛения данного способа установлен эффект действия самого носителя как катализатора полимеризации, в результате чего отпадает необходимость применения таких катализаторов, как ZnClj, СаО и др., загрязняющих катионит и ухудшающих его каталитические свойства. Технологически способ крайне прост, не требует специальной аппаратуры и ионизационных излучений и может быть осуществлен в автоклаве без перемешивания. Фталевый ангидрид наносят на носитель из раствора в метиловом спирте, ацетоне или другом подходящем раство- рителе из расчета 10-40% от массы носителя. Приготовленный таким образом носитель с нанесенным, мономером полимеризуют в стеклянной ампуле в автоклаве. Полимер на носителе отмывают от непрореагировавшего мономера и подвергают сульфированию моногидратом серной кислоты при 50-100 С в течение 1-10 ч. Катионит представляет собой гранута.1 черного цвета размером 0,1-4 мм с СОЕ по NaCl 0,3-0,6 мг-зкв/г, что в пересчете на чистый сульфополиви- ниленкетон составляет 2,5-3,0 мг экв/г. Пример 1. В круглодонную колбу помещают 40 г фталевого ангидрида и 100 г осушенного при 200 С алюмосиликата (фракция 0,25-0,5 мм) и 0,4 л метанола. Смесь кипятят 1 ч с обратным холодильником, охлаждают, затем упаривают досуха на роторном испарителе. Алюмосиликат с нанесенным мономером помещают в стеклянную ампулу и полимер йуют в автоклаве при 400 С в течение 5 ч. Давление в автоклаве во время реакции 50 атм. Полученный мономер на носителе сульфируют моногидратом серной кислоты при перемешивании и температуре 100 С в течение 1 ч. Сульфополимер отмывают дистиллированной .водой от избытка серной кислоты до нейтральной реакции. Сущат до постоянного веса в вакуумном шкафу.

38497494

Пример 2. Смесь 20 г фтале- тура полимеризации и давление составного ангидрида, метанола и 100 г си- ляют соответственно 30%, 450С и ликагеля обрабатывают аналогично примеру 1. Полимеризацию проводят при

и давлении 80 атм. j образцы «е теряют своей активности Полученные данным способом образ- после прогрева при 300 С в течение цы обрабатьшают аналогично примеру 1.5ч.

Пример 3. Сульфокатионит го- Результаты приведены в таблице, товят ан;алойично описанному в приме- Предложенный способ позволяет поре 1, за исключением того, что коли- О лучить механически прочный и термочество фталевого ангидрида, темпера- стойкий катионит.

70 атм. ,

Полученные по примерам I, 2 и 3

1СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМОВАННОГО КАТИОНИТА путем полимеризации мономера на носителе с последукяцим сульфированием полимера, отличающ и и с я тем, что, с целью увеличения термостойкости формованных ионитов и упрощения технологии процесса, в качестве мономера используют фталевый ангидрид и полимеризацию осуществляют при температуре 400-500 С и давлении 50-80 атм, 2, Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что в качестве носителя используют сштикагель, алюмосиликат , цеолит. 9 I 00 4 :о 1 i:o

По известному способу . 0,50

1,00

92

0,00

1,40