163925. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tercier-aminofunkciós csoportokat tartalmazó stabilizált gyanták előállítására
9 163925 10 mint a hasonlóan kezelt olyan polisztirol, amelyet előzetesen 1% divinilbenzollal térhálósítottak. Természetesen a térhálósodás nem megy olyan mértékben végbe, mint olyan klórmetilezett polisztirol kopolimer esetén, amely 6% divinilben- s zollal lett térhálósítva. A halogénmetilezési reakció mértéke könnyen megállapítható a halogéntartalom analízise alapján. Ajánlatos minél több halogénmetil-csoportnak az oldhatatlan kopolimerbe történő bevezetése, mivel 10 az ilyen csoportok száma határozza meg a poláros csoportok számát, amelyek a végtermékbe bevezethetők, másfelől a poláros csoportok száma határozza meg a gyanta ionadszorpciós kapacitását is- 15 A tercier amino-csoportot tartalmazó gyanták előállításának következő lépése a halogénalkilezett kopolimer aminálása egy szekunder amin felhasználásával. Ez a reakció előnyösen végezhető el akként, hogy a halogénalkilezett polimerhez amint 2 o adagolunk, miközben a polimer olyan folyadékban szuszpendáljuk és keverésben tartjuk, amely az aminra nézve oldószer jellegű. A keverék szobahőmérsékleten is reagáltatható, előnyösebben azonban megemelt hőmérsékleten, miután az amino- 2s csoportot tartalmazó gyantából az oldószert eltávolítjuk. Az előállításnál célszerűnek bizonyult a halogénalkilezett polimernek aminnal történő reakciója előtt a duzzasztás elvégzése. A duzzasztás 30 megkönnyíti az utána következő aminálási reakciót és olymódon kivitelezhető, hogy a polimert egy megfelelő folyadékba mártjuk. Erre a célra használt szokásos folyadékok az aromás szénhidrogének, mint a benzol vagy toluol. A polimer térfogata 35 gyakran 100%-os mértékben megduzzad, a duzzadás mértéke azonban nagy mértékben függ az eredeti polimer előállításánál kialakult térhálósítási foktól. Általában a duzzadás mértéke fordítottan arányos a térhálósodás mértékével. 40 A felhasználható aminokat általában szabad bázis alakjában reagáltatjuk. Legfontosabb követelmény az, hogy az aminők legalább egy amino-nitrogént tartalmazzanak, amelyhez egy reakcióképes hidrogénatom kapcsolódik. Az előnyös aminők 45 molekulájában az amino-csoport vagy amino-csoportok a szénhidrogén-csoporthoz kapcsolódnak. Más típusú aminők is felhasználhatók, beleértve azokat, amelyekben az amin-csoport szénhidrogén része szubsztituenseket tartalmaz. Ilyen aminokra példa- 50 ként a dietanolamint említjük. Optimális eredmények elérése céljából lehetőleg olyan amin vegyületeket reagáltatunk, amelyek nem tartalmaznak a halogénalkilezett gyanták aminálásánál használt reakciókörülmények mellett önmagában 55 reakcióképes csoportokat. Az amin szénhidrogén része alkil-, aril-, cikloalkil-, aralkil- vagy alkilaril-csoport lehet. A következő tipikus aminokat soroljuk fel, amelyek önmagukban vagy egymással képzett keverékeik 50 dákjában alkalmazhatók: dimetilamin, dibutüaminok, dibenzilamin, benzilanilin, benziletilamin, metilanilin, diciklohexilamin és dietanolamin. A gyenge bázis típusú gyantákat szintén úgy készítjük, hogy észtereket aminokkal reagáltatunk 65 amid-kötés kialakítása céljából. A reakciót általában 140 C° feletti fűrdőhőmérséklet felett végezzük. A reakcióhőmérséklet felső határa a felhasznált amin-vegyület forrpontja vagy a poliészter-depolimerizációs hőmérsékleti értékéig terjedhet. Az optimális reakcióhőmérséklet általában a felhasznált amintói függ, a számításba jövő hőmérsékleti határok rendszerint 140-250 C° között ingadoznak. Egy a fenti célra alkalmas eljárás úgy folytatható le, hogy nagy mennyiségű folyékony aminovegyületet használunk akként, hogy a reakciókeverék mindenkor folyékony halmazállapotban maradjon és könnyen keverhető legyen. A műgyanta részecskék és az amino-vegyület közötti reakció sokkal simábban megy végbe, ha azt teljesen vízmentes körülmények mellett végezzük. Az itt végbemenő kémiai reakció az aminolízis típusba tartozik. A poliamino-vegyületek primer amino-csoportjai a poliészterek észter-csoportjaival lépnek reakcióba és ennek eredményeként alkohol szabadul fel. Az alkohol elpárolog és a reakciókeverékből desztillálással választható el és visszanyerhető. A felszabadult alkohol mennyiségének mérése kényelmes módszert jelent a reakció előrehaladásának megállapítására. A reakció befejezésekor a reaktorban levő keveréket vízzel kezeljük. Ebből a célból a keveréket vízre öntjük, ennél előnyösebb azonban, hogyha a reaktorban levő keverékhez lassan vizet adagolunk. Az utóbbi módszer azért célszerű, mivel a gyantaszerű termék gömb alakú részecskéi nem esnek szét, és nem aprítódnak fel. Ezután a gyantagyöngyöket eltávolítjuk a víz és reagálatlan amin keverékéből, majd alaposan vízzel és/vagy alkohollal, mint etanollal vagy metanollal mossuk. Az elkészült gyanta most már alkalmas arra a célra, hogy folyadékokból anionokat adszorbeáljon. A nagyipari gyártás során azonban célszerűnek bizonyult, hogy a gyantarészecskéket híg ásványi savval, pl. sósavval alaposan átmossuk abból a célból, hogy ezeket só alakba alakítsuk át, majd nátriumhidroxiddal való alapos mosás után a gyantát teljesen szabad bázis alakjában regeneráljuk. Az amin-vegyület feleslegét vízmentesítjük és desztillálással visszanyerjük. A térhálósított észter reagáltatására használt aminovegyületnek legalább két amino-csoportot kell tartalmazni, ezek közül legalább az egyik primer amino-csoport, a másik tercier amino-csoport. A primer amino-csoport a térhálósított kopolimer észter-csoportjaival reakcióba lépve amido-csoportot képez. Erre a célra felhasználható amino-vegyületek közé tartozik az N-aminopropilmorfolin, N-aminoetilmorfolin, N-aminoetilpiperidin, N-arninoetilpirrolidin, dimetilaminopropilamin, dimetilaminoetilamin, dietilaminopropilamin stb. A találmány szerinti aminoxidot tartalmazó műgyanták előállításához használható kondenzációs gyanták közé azok tartoznak, amelyeket egy epihalohidrin, mint epiklórhidrin és egy polialkilénpoliamin, mint dietiléndiamin, trietiléntetramin, tetraetflénpentamin, iminobiszpropilamin és hasonló aminők kondenzálásával készíthetők. A kondenzáció kivitelezésére alkalmas eljárások közül az 5
