Способ получения водорастворимых полиэлектролитов

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

384840

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 15.VI.19?1 (№ 1674496/23-5) с присоедиснением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 29.Ч.19?3. Бюллетень ¹ 25

Дата опубликования описания 24.Ч.1974,Ч. Кл. С 08f 19/02

С 081 27/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УД1(661,183.123 (088.8) Авторы изобретения М. А. Аскаров, Б. Л. Гафуров, Л. Н. Семенова и А. Т. Джалилов

Институт химии AH Узбекской ССР

Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ

ПОЛ ИЭЛ ЕКТРОЛ ИТОВ

1Лзоорсте относится к синтезу водорастворимhtx полиэлектролитов, которые ооладают высокой эффективностью действия, связанной с их линейной структурой, большой концентрацией и доступностью ионогенных групп, что позволяет применять п.; в качест ве флокулянтов, коагуляптов, экстрагентов и эмульгаторов в,различных отраслях народного хозяйства.

Известен опособ получения водорастворимых полиэлектролитов введением ионогенных групп в сополимеры стирола и ьмалегинового ангидрида. Однако в полученном водораство,римом по IHýëåêòðoëèòå карбоксильные груп,пы .расположены близко одна к другой и по одну сторону макромолекулы, что вызвано особенностью строения,малеипового ан гидрида. Такое расположение карбоксильных групп, окруженных с двух сторон ароматическими ядрами стирола, содержащиьмп сильнокислотные .или,основные ионогенные группы, затрудняет ионный обмен карбокспльными группами, особенно в случае ионов больших размеров, что связано с пространственными затруднениями, а это приводит к уменьшению эффективности ионного оомена,и огра при менения указанного полиэлектролита. Кро ме того, ангидридные группы не полностью переходят B карбоксильные.

С целью устранения указанного педостатска предложено в качестве исходного сополп мера применять сополимер стирола и итаконовой кислоты, содержащей две карбоксиль5 ные группы в различных положениях (c. it р), что из-за отсутствия пространственных затруд,нений позволяет повысить эффективность ионного оомена.

Сополимеризацию итаконовой кислоты со

1о стиролом проводят в растворе диоксана в присутстви и перекиси бензоила при нагревании.

Сульфируют сополимер концентрированной серной, кислотой, а фосфорнлируют трех ело ристым фосфором в присутствии безводного

15 хлористого алюминия при нагревании. Хлорметилировагние сополимера итаконовой кислоты со стиролом осуществляют монохлордимеTHëoâhiì эфиром в присутствии в качестве катализатора хлористого цинка. Прп .дальнейшем аминировапии хлорметилирован сополиьмера пирсидином образуется водораство римый амфотерный полиэлектролит, содержащий наряду с основными группамп и слабокислотные карбоксильные группы.

П р,и м е.р 1. В трехгорлую колоу, снабженнуго мешал кой и обратным холодильником, вносят 13 г (0,1 яо.гь) итакопсвой кислоты, 50 лг.г дноксана, 0.967 г (0,02 лголь/л) перекиси бепзоила и )0,4 г (0,1 ло.гь) стиро30 ла. Смесь í -t.penatoT до 80"С и выдерхкивают

384840

Предмет изобретения

Составитель Г. Русских

Тсхрсд Е. Борисова

1(орректор Н. Учакина

Редактор 3. Горбунова

Заказ 646 Изд. № 664 Тираж 551 Подписное

ЦНИИП(1 Государствеппого комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушскак аб., д. 4/5

Тип. Харьк. Фил. пред. «Патент» цри этой температуре 24 гас, после чего раз бавляют диоксаном и осаждают водой. Выход сополимера 95% от теори и. Г1риведепная вязкость (г4п) сояолимера в диметилфсрмамиде (ДМФЛ) равна 0,6; кислотное число 475.

П,р и м е р 2. Сульфирование сополимера итаконовой кислоты со стиро1ом.

В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой и обратным холодильником, п 1осят 8 лг г концен трггрзванно1 серной кисдоты и нагре вают до 80 С, после чего при этой течперату1ре постепенно порциями вводят 2 г сополимера итаконовой кислоты со стиро IovI (в виде порошка), ггир 0,6; кислотное число 475. Суль фирование осуществляют в течение 3 час, IIO".— ле чего содержимое реаксционной колб1.1 посте пенно выл ивают в стакан со льдом (20 г).

Полученный водный раствор обрабатывают

СаО для удаления избытка -I SO4 и пропускают через колонку с катионитом КУ-2 для удаления ионов Са и через колонку с анпониточ ЭДЗ-10Г1 с целью удаления .ионов

$04 Затем водный,раствор концентрируют упар иванием и сульфированный сополимер высаживают из него этанолом. Высушенный цродукт представляет собой порошок коричiHoBoI o цвета, хорошо, растворимый в воде.

1Выход продукта 2,1 г. Удельная вязкость

0,5%-.ното раствора сдульфированното сополиmepa 0,45, содержание се ры 6,8%, обменная емкость по 0,1 и. раствору 1х1аОН 8,4,иг. эквгг.

Пример 3. Фосфорилирование сополимера яTàêoíñâoé кислоты со стиролом.

В трехго рлую колбу, снабженную мешалкой и обратныы холодильником, вносят 30 11,1 дио|ксана, 2 г сополимера (гг.„ 0,6; кислотное число 475) и нагревают до 75 С при постояп

IUovI перомешивания, после чего при этой тем пературе прикапывают 10 г треххлористого фосфора. Затем постепенно порцгиями вводят

2,5 г безводного хлористого алюминия. Фосфо1рилированяе осуществляют в течение 8 час, 1после чего содержимое, реакционной колбы окисляют 25%-ным,раствором азотной кислоты в течение 6 «ас прои этих же условиях. По окончании окисления отфильтровывают не1растворииую часть, а,распвор .выпаривают па

1водяяой бане. Высушенный продукт представляет собой порошок, хорошо растворимый в

35 воде. Выход 2,2 г. Удельная вязкость

0,5 to-ного, раствора фосфорилированного сополимера в воде 0,47, содержание фосфора

7,1%, осченная елпкость по 0,1 н..раствору

ХаОН 8,4,иг. экв/г.

П р исч е р 4. Синтез .водорастворимого амфотерного полиэлектролита хлор..четилированием с последующим амипирîBàíèåì сополимера итаконовой кислоты со стиролом.

В трехгорлую колбу, снабжеHívþ мешалкой и обратным холодильпи|ком, вносят раствор 2 г сополимера итакоповой кислоты со стяролом в 16 гг,г монохлордигметилового эфира, 5 ял диоксана и 0,2 г хлористого цинка.

Реакционную смесь нагревают до 50 С и выдерживают при этой температуре 8 час. По окончании .реакции содержимое колбы выливают в изопропиловый спирт. Высадившийся хлорметилироваяпый сополи,мер оорабатывают водой до отсутствия ионов хлора и высу.шивают в вакууме при 30 С. Выход хлорсчетнлированного сополимера 2,3 г, содержание хлора 10,1%.

Лмиггнруют хлорметилированпый сополпмер пиридином в диоксановом растворе.

В трехгорлую колбу, снабженную обратныч холодильником и мешалкой, вносят 2 г хлорметилированного сополимера в 20 ггл диоксагна и 4 г пиридина, после чего прн перемешивании температуру повышают до 40 С и выдерживалот 4 час. По окончании реакции ампнированный продукт обра батывают гептаном я сушат в вакууме при 30 С. Выход продукта

2,2 г. Содержание азота в аминированном сополимере 2,9%, удельная вязкость 0,5%-ного раствора 0,46, обменная емкость по 0,1 н. ра створу NaOH 6,2 ггг. экв/г, обменная емкость по 0,1 и. раствору AgNO 2,1 лг. экв/г.

Спосоо получения водорастворимых поли электролитов путем введения ионогенных г рупп в сополимер стирола, отличающийся тем, что, с целью получения комялексообразующего сорбента, в качестве исходного сополимера применяют сополимер стирола и итаконо вой кислоты.