170783. lajstromszámú szabadalom • Eljárás anioncserélők előállítására

170783 divinilszabacát, dialliltartarát, diailiiszilikát, triallliltrikarballilát, triallilakonitát, triallilcitrát, triallilfoszfát, N,N'-metiléndiakrilamid, N,N'-metil'éndimetilakrilamid, N,N'-etiléndiakrilamid, l,2-di-(ametilmetilénszulfonamido) -etilén, trivinilbenzol, trivinilnaftalin, polivinilantracének, főként a divinilbenzol, trivinilciklohexán és etilénglikoldimetakrilát. Alkalmazhatók továbbá olyan térhálósított vinilaromás keverékpolimerek is, amelyeknek előállításánál más vinilvegyületeket alkalmaztunk adalékanyagként, ilyenek a metilakril- és akrilvegyületek, főként az akrilnitril, etilén, propilén, izobutilén, vinilklorid, vinilacetát, vinílidénklorid, vinilpiridin, helyettesített vinilpiridinek, valamint a vinilkinolinok és vinilpirrolidon. Megfelelnek továbbá adalékanyagként a polietilén kötést tartalmazó telítetlen vegyületek, így az izoprén, butadién, kloroprén, piperilén, pentadién, hexadién, oktadién, dekadién, hexatrién, ciklopentadién, valamint ezek helyettesített termékei, például a kloroprén, 2,3-dimetilbutadién, 2,5-dimetil-hexadién, 2,5-dimetil-oktadién, amelyek általában úgy viselkednek, mint hogyha csak egy kettős kötést tartalmaznának. Az adalékanyagok tetszés szerinti mennyiségben alkalmazhatók. Az anioncserélő műgyanták előállításánál azonban a fenti adalékanyagokat a monomerek összsúlyára számítva 10 súly%-nál nagyobb mennyiségben tartalmazó keverék-polimerek a találmány szempontjából kevésbé jelentősek, mivel ezáltal viszonylag alacsonyabb ioncserélő kapacitású műgyanták állíthatók elő. A polimerek duzzasztószereként elsősorban a halogénezett szénhidrogének, így a diklórmetán, széntetraklorid, diklóretán, triklóretilén, szimmetrikus tetraklóretán, 1,1,2-triklóretán, tetraklóretilén, diklórpropán, pentaklóretán, ciklopropánok, tetraklórpropánok, továbbá a poláros szerves oldószerek, így a dimetilformamid, dimetilszulfoxid és szulfolán, valamint a nitrocsoporttal helyettesített alifás vagy aromás szénhidrogének, így az 1-nitropropán, 2-nitropropán, nitroetán vagy nitrobenzol jön számításba. A fent nevezett duzzasztószerek önmagukban vagy egymással elegyítve alkalmazhatók. A halogénmentes duzzasztószereket, így a nitrobenzolt, nitroetánt, nitropropánt, dimetilszulfoxidot, vagy szulfolánt előnyösen akkor alkalmazzuk, ha az előállítandó anioncserélőknek adhat le halogénatomot, például klóratomot, ilyen minőségi követelmény áll fenn anioncserélőkre a nukleáris erőműveknél. Savas katalizátorként a következő vegyületek jönnek számításba: Friedel-Crafts katalizátorok, így cinkklorid, alumínium-klorid, óntetraklorid, vas- (III)-klorid, elsősorban az erős savak, éspedig mind a szerves savak, például az alifás és aromás szulfonsavak, így metán-, benzol- és toluolszulfonsavak, mind az erős szervetlen savak, főként az oxigéntartalmú savak, így a foszforsav és ennek savas észterei, elsősorban a kénsav (koncentrált vagy füstölgő kénsav). Felhasználhatók szervetlen oxigéntartalmú savak, így kénsav és rövidszénláncú alifás karbonsavak, vagy ezek anhidridjeinek, például ecetsavnak vagy ecetsavanhidridnek az elegyei is. A szerves polimereknek az N-hidroxialkilimidekkel történő találmány szerinti reakcióját általában 0-150 °C, előnyösen 30-100 °C közötti hőmérsékleten végezzük. Az észtereket emellett előnyösen olyan mennyi-5 ségben alkalmazzuk, hogy 1 mól aromás egységre, vagyis a polimerben 1 mól aromás magra 0,5-4 mól, előnyösen 1-2,5 mól észter jusson. A savas katalizátorok mennyisége tág határok'között ingadozhat, általában előnyösnek bizonyult, ha 10 1 mól észterre számítva 0,1-1,5 mól, előnyösen 0,75-1,25 mól katalizátort alkalmazunk. A reakciót előnyösen akként végezzük, hogy először az N-hidroxialkilimidek észtereit állítjuk elő, mimellett a duzzasztószer egyidejűleg az észterezési 15 reakció oldószereként is szolgálhat, és a polimereket az észterek ilyen oldataiba beduzzasztjuk. A savas katalizátorok hozzátétele és a szükséges reakcióhőmérséklet beállítása után végbemegy az észter és a polimer közötti reakció. 20 Az acilaminalkilezés végén a reakciótermékekről az acilcsoportot ismert módon, például az acilamin'oalkilezett termék lúgos vagy savas hidrolízisével vagy hidrazinnal való reakcióval és ezt követő savas hidrolízissel, adott esetben szerves oldószerek, 25 illetve duzzasztószerek jelenlétében, lehasítjuk. Az acilaminoalkilezett termék elszappanosításához azt előnyösen a reakcióközegből leválasztjuk például leszívatás útján. Adott esetben az elkülönített terméket szárítjuk vagy egy vízzel elegyedő szerves oldó-30 szerrel, például metanollal, etanollal, dioxánnal, tetrahidrofuránnal mossuk. Az elválasztott terméket végül 100 és 250 °C közötti hőmérsékleten autoklávban mintegy 5-40 súly%-os vizes vagy alkoholos alkálifémhidroxid oldattal, így nátrium-hidroxid-35 dal, káliumhidroxiddal vagy körülbelül 5-80 súly%-os vizes ásványi savoldattal, például sósavval, hidrogénbromiddal vagy kénsavval elszappanosítjuk. Az acilaminoalkilezett terméket másrészt hidrazinhidrát 5-50 súly%-os vizes vagy alkoholos oldatá-40 val 50-100 °C közötti hőmérsékleten is reagáltathatjuk. Az előnyös kiviteli mód szerint az utóbbi oldat egyéb alkálifémeket, így kausztikus alkálifémeket is tartalmazhat 1-20 súly% mennyiségben. A reakcióterméket elkülönített állapotban, vízzel mossuk és 45 végül ásványi sav 5-20 súly%-os vizes oldatával a hidrolízis teljessé tételéig melegítjük. A találmány szerinti módszerrel előállított aminoalkil-vegyületek ismert módon alkilezéssel átalakít-50 hatók. Erre a célra a következő ismert alkilezőszereket alkalmazhatjuk: alkilhalogenidek, például metil-, etil-, propil-klorid vagy -bromid, dialkilszulfátok, például dimetilszulfát, alkilénoxidok, például etilén- vagy propilénoxid, halogénhidrinek, poliha-55 logén-vegyületek, epihalogénhidrinek, etiléniminek vagy formaldehid-hangyasav-keverékek. A találmány szerinti eljárás segítségével anioncserélő tulajdonsággal rendelkező olyan aminoalkilcsoportokat tartalmazó vízoldhatatlan műgyanták egy-60 szerűen és veszélymentesen állíthatók elő, amelyeknek igen nagy kapacitásuk és szemcsestabilitásuk van. A találmány szerinti eljárással előállítható anioncserélő tulajdonságú új, aminoalkilcsoportot tartal-65 mázó vízoldhatatlan műgyantáknak az a jellemző 2