Синтетические ионообменные материалы - Зубаков Л.Б.
Скачать (прямая ссылка):
Далее катионит измельчают, просеивают, промывают и упаковывают.
Катионит отличается высокой механической прочностью. Химическая стойкость его в условиях водо-подготовки вполне удовлетворительна, он не стоек только к действию концентрированных щелочей и сильных окислителей при температурах выше 50 °С.
Поликонденсацией иафталинсульфокислот с формальдегидом получают сильнокислотный сульфокатио-нит КУ-5, строение которого может быть представлено следующим образом:
Сильнокислотные сульфокатиониты марки КУ-6 получаются также поликонденсацией аценафтенсуль-фокислот с формальдегидом.
Ионогенные сульфогруппы могут быть введены в катионит не только с исходным фенолом, но и с формальдегидом. Поликонденсацией натриевой соли 2,4-бензальдегиддисульфокислоты и фенолов с добавкой формальдегида были получены продукты, известные под названиями вофатит К и вофатит КС.
Сульфокатиониты КУ-5 и КУ-6, а также вофатиты К и КС широкого практического применения не нашли.
Применение сульфированных альдегидов для получения катионитов с более высокой емкостью не
увенчалось успехом [2], так как замещенные альдегиды обладают меньшей реакционной способностью.
Представляют определенный практический интерес сульфокатиониты, полученные путем конденсации п-фенолсульфокислоты и фурфурола [35], являющегося доступным и дешевым сырьем.
Дешевые катиониты получают из отход-ов целлюлозного производства и лигносульфоновых кислот.
Сильнокислотные сульфокатиониты можно получать путем сульфирования фенолоальдегидных полимеров, полимеров на основе фурфурола и других соединений, содержащих фурановый цикл. Однако метод химических превращений полимеров поликонденсационного типа практического применения не нашел.
Первый бифункциональный слабокислотный катионит был получен поликонденсацией резорциловой кислоты и формальдегида [36]:
Совместной поликонденсацией феноксиуксусной кислоты с фенолом и формальдегидом синтезирован бифункциональный слабокислотный катионит КФУ-1 следующего строения:
Слабокислотные катиониты
СООН
СООН
НО-
X
Ч—сн2— ¦г ^ОН НО"'"'
¦он
сн2
СООН
О—СН2СООН“ ОН
Бифункциональные катиониты, содержащие карбоксильные и сульфогруппы, получают поликонденсацией замещенных фенолов и альдегидов.
Катиониты с тремя функциональными группами (—ОН, —SO3H и —СООН) получены взаимодействием p-2-фурилакриловой кислоты, фенолсульфо-кислоты и фурфурола [35].
Катиониты этого типа получают как полимеризацией мономеров, содержащих кислотные группы, так и введением кислотных групп в макромолекулы сополимеров, полученных из мономеров, не содержащих ионогенных групп.
Основным сырьем для получения катионитов поли-меризационного типа являются стирол, метилакрилат, метилметакрилат и дивинилбензол. В опытно-промышленном масштабе кроме дивинилбензола, используются диизопропенилбензол (ДГ1Б)
и диметакриловые эфиры гликолей, в частности три-этиленгликольдиметакрилат (ТГМ-3)
СН2=С—С—О—[—СН2—СН2—О—]3—С—С=СН2
Дивинилбензол используется в синтезе катионитов в качестве сшивающего агента при сополнмеризацин со стиролом или метнлмегакрилатом. При этом образуются неплавкие нерастворимые сополимеры с трехмерной структурой макромолекул. В зависимости ог чоличества дивинилбензола, участвующего в реакции сополимеризации с моновиниловым мономером, получают иониты (так называемые молекулярные сита) с различной степенью набухания и способностью к поглощению ионов разного размера.
Катиониты полимеризациоиного типа
сн2
сн2
СНз о
О СНз
Дивинилбензол
, В промышленности дивинилбензол получают дегидрированием изомерной смеси диэтилбензолов. Технический дивинилбензол представляет собой смесь, содержащую 40—60% основного продукта (орто-, ме-Ща- и п-дивинилбензола) и 40—60% винилэтилбензола, ,-диэтилбензола и других примесей, которые довольно трудно разделить из-за близких температур кипения. Состав трех изомеров дивинилбензола также не является постоянным. Применение чистых изомеров дивинилбензола для технических целей нецелесообразно, во-первых, из-за высокой их стоимости, а во-вторых, достигаемое улучшение свойств таких ионитов весьма незначительно. Основным недостатком стирол-дивинилбензольных ионитов является неравномерность сшивания полимерного каркаса.
Свойства технического дивинилбензола, содержащего до 60% винилэтилбензола, приведены ниже:
Плотность при 25 °С, кг/м3 (г/см3)........... 918(0,918)
Показатель преломления....................... 1,5605
Температуры, “С
кипения..................................... 195
плавления................................... —87
вспышки .................................... 74
воспламенения............................... 79
Вязкость при 25 °С, Па ¦ с (сПз)............. 1,002 ¦ 10-3 (1,002)
Растворимость, %
дивинилбензола в воде при 25 °С . . . . 0,027
воды в дивинилбензоле при 25 °С ... 0,040
Наибольшее промышленное применение имеет способ получения катионитов путем полимераналогичных превращений высокомолекулярных соединений, не содержащих ионогенных групп в макромолекуле. Для этой цели в качестве исходных матриц используют главным образом суспензионные сополимеры стирола с дивинилбензолом.
