151451. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kationcserélő műgyanta előállítására

3 151451 4 eltávolítását rendkívül nagy gonddal és különleges rendszabályok betartásával kellett végezni, hogy az itt fellépő említett újabb károsodást elkerüljük. E célból pl. olyan módszereket ajánl az irodalom, hogy a kénsavból a szulfonált szemcséket először egy nagykoneentrációjú elektrolitoldatba, pl. sóöldaitba vigyék át, majd ennék fokozatos, lassú, 24—48 órát igénybevevő hígítása útján mossák ki a termékből a felesleges vegyszereket. A találmány szerinti eljárás kiküszöböli az, ismert eljárás mindezen hátrányait és lehetővé teszi a sztirol-vinilbenzol kopolimér alapú gyöngypoilimérek mindemkor egyenletesen jó minőségű, nagyszilárdságú repedésmentes szemcséjű kationcserélő termékké történő szulf onálását és egyben feleslegessé teszi az említett időtnafoló, nehézkes mosási műveletet is. A találmány alapját az a felismerés képezi, hogy ha oly duzzasztásáért alkalmazunk, amely a gyöngypolimér szulf onálásakor maga is szulíonálódiik, még pedig ugyanolyan reakciósebességgel, mint maga a gyöngypolimér, akkor a duzzasztószer hatása valóban csak addig érvényesül, míg a szulf ocsoport beépül a polimer szerkezetébe, ugyanakkor azonban e duzzaszt ószer is megszulfonálódik és a szulfonálási termék már nem duzzaszt, hanem oldódik a kénsavfoan, így távozik is a polimerből. Ilyen duzzasztószer alkalmazása esetén a szulfonált gyöngypolimér mátrix-szerkezetét semmiilyen károsodás nem éri és az anyag szerkezete olyan szilárd marad, hogy a szulfonált termék vízbe való átvitele sem igényel az eddigiekhez hasonló nagyfokú óvatosságot, hanem a kénsavas közeg vízzel való fokozatos hígításával 2 óra alatt lefolytatható, ami további számottevő előnyt jelent. A találmány tehát olyan eljárás kationcserélő műgyanta előállítására sztirol-divínílbenzol kopolimér alapú gyöngypolimér szerves oldószerről duzzasztott állapotban történő szulfonálása útján, amelynél a gyöngypolimér duzzasztására olyan oldószert alkalmazunk, amely maga is szulfonálódik az adott reakciókörülményeik között, még pedig ugyanolyan reakciósebességgel, mint a, gyöngypolimér és amelynek szulfonálási terméke a kénsavas, ill. vizes közegben oldódik. A duzzasztásra eddig' leginkább alkalmazott oldószerek ezeket a feltétéleket általában, nem elégítik ki. A toluol szulfonálási reakciósebessége túlságosan nagy, így a duzzasztó hatás túl korán szűnik meg, a találmány szerinti eljárás előnyei tehát ebben az esetben nem érvényesülhetnek. A nitrobenzol, metilénklorid vagy triklóretüén" az adott reakiáókörülmények között gyakorlatilag nem szulf ónál ódnak, tehát alkalmatlanok a találmány szerinti eljárásihoz. Minthogy a sztiirol^divinilíbenzöl kopolimérek szullonálódási sebessége a hídkotésék számarányától és a polimer szamcsenagyságától függően különböző lehet, a találmány értelmében a -duzzasztószert ettől függően kell megválasztani. Elsősorban monoklórbenzol jöhet, .tekintetbe, amelynek szulfonálási sebessége 12%-ot meg nem haladó divinilbenzol tartalmú monomérelegyből készült kopolimérek esetében gyakoriatilag egyező u rendszerint alkalmazott minőségű gyöngypolimerekével; további e célra alkalmas duzzasztószerek példáiként a monoetilbenzol és a p-xilol említhetők, Ezeknek, a duzzasztószereknek, elsősorban .a monoklórfeenzolnak további előnye, hogy duzzasztó hatásuk nem. túlságosan nagy, így feleslegben is alkalmazhatók, anélkül, hogy a már említett hátrányokkal járó túlduzzadás bekövetkezésétől kellene tartani, A találmány szerinti eljárás gyakorlati kiviteli módjait közelebbiről az alábbi példa szemlélteti: ' ' '. f

: ' Példa: 200 kg sztirol-divinilbenzol kopolimér alapú, 0,25—0,8 mm szemcsenagyságú gyöngypodímért, amely 92% sztirol és 8% divinilbenzol monomer-aránnyal készült, 250 kg monoklórbenzol-25 lal 2 óra hosszát duzzasztunk. A szulfonálókészülékíbe bemérünk 1,100 kg 92%-os kénsavat és hozzáadjuk a már előzőleg kénsavban feloldott 3 kg nátriulmszulfát katalizátort, majd beadagoljuk a monoklór-30 benzol feleslegéből leszűrt gyöngypolimért és a hőmérsékletiét 90—95 C-ra emelve 1 óra hosszat szulf«nálunk, miközben megkezdjük 800 kg 60%-os füstölgő kénsav hozzáadását, a szulfonálódási sebességnek megfelelő ütem-35 ben. A reakció befejezése után, ha a kívánt mértékű szulf onálódást elértük, keverés és hűtés közben lassú ütemben, folyamatosan vizet adagolunk az elegybe és ezt addig folytatjuk, míg 40 az elfolyó víz savmentesen nem távozik. Szabadalmi igénypontok: 45 1. Eljárás feationcserélő műgyanta előáilítá' sara sztirol-divinilbenzol kopolimér alapú gyöngypolimér szerves oldószerrel duzzasztott állapotban történő szulfonálása útján, azzal jellemezve, hogy a gyöngypolimér 'duzzasztására 50 olyan oldószert 'alkalmazunk, amely a gyöngypolimér szulfonálására alkalmazott reakciókörülmények között maga is a gyöngypolimérrel lényegileg egyező reakciósebességgel szul, fonálódik és :amel.ynék szulfonált származéka a 55 kénsavas közegben és vízben oldódik. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás kiviteli ' módja, azzal jellemezve, hogy legfeljebb 12% diviiniilfenzol tartalmú monomérelegyből készült kopoliimériek esetében duzzasztó oldószerként 60 monoiklőrbenzolt alkalmazunk. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás kiviteli módja, azzal jellemezve, hogy legfeljebb 12% divinilbenzol tartalmú monomérelegyből készült kopolimérek esetében duzzasztó oldószerként 65 monoetilbenzolt vagy p-xilolt alkalmiazunk. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2 /