171949. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hibrid ioncserélő gyanta előállítására

171949 3 4 A találmány szerinti eljárással egyszeresen és többszörösen telítetlen monomerekből álló makroretikuláris „gazda"- vagy alap-polimert állítunk elő, a makroretikuláris fázisba telítetlen monomert és térhálósítószert tartalmazó oldatot abszorbeáltatunk, a gyantát klór-metilezzük, majd a gyantán amin segítségével aminolízist hajtunk végre, miáltal a klór-metil-csoportok gyengén bázikus tercier amin-funkciókká alakulnak át, és a makroretikuláris vagy az abszorbeált fázisba bevitt észtercsoportokat gyengén savas funkciós csoportokká hidrolizáljuk. A bázikus és savas csoportoknak a makroretikuláris vagy az abszorbeált („vendég" vagy töltő) fázisban való elhelyezkedésétől függően a találmány szerinti eljárásnak két sajátos kiviteli formája van. Az egyik szerint aromás, egy etilénkötést tartalmazó monomerből és többszörösen telítetlen monomerből álló makroretikuláris „gazda"- vagy alap-kopolimert állítunk elő, a makroretikuláris fázisba akrilát- vagy itakonát-monomert és térhálósítószert tartalmazó oldatot szívatunk be, a gyantát klór-met ilezve a makroretikuláris fázist klór-metilezett közbenső termékké alakítjuk át, majd a gyantán alkil-aminnal és alkáli-hidroxiddal lúgos aminolízist hajtunk végre, aminek hatására a klór-metilezett makroretikuláris rész gyengén bázikus tercier amin-funkcióvá alakul át és az akrilát- vagy itakonát-észter-rész gyengén savas funkciós csoporttá hidrolizál. A másik fajta kivitelezés szerint akrilát- vagy itakonát-monomerből és többszörösen telítetlen monomerből makroretikuláris „gazda"- vagy alap-polimert állítunk elő, a makroretikuláris fázisba aromás, egy etilénkötéssel rendelkező monomert és térhálósítószert tartalmazó oldatot szívatunk be, a gyantát klór-metilezve a gél-fázist klór-metilezett közbenső termékké alakítjuk át, majd a gyantán alkil-aminnal és alkáli-hidroxiddal lúgos aminolízist végzünk, aminek következtében a klór-metilezett gél-rész gyengén bázikus tercier amin-funkcióvá és az akrilát vagy itakonát makroretikuláris rész gyengén savas funkcióvá alakul át. Alkalmas, egy kettőskötést tartalmazó monomerek - amelyek a makroretikuláris alap- vagy „gazda"-kopolimer, vagy a „vendég" gél-kopolimer gyengén savas csoportjait a hidrolízis után létrehozzák — például a következők: akrilsav-észterek, mint metil-akrilát, etil-akrilát, propil-akrilát, izopropil-akrilát, butil-akrilát, terc-butil-akrilát, etil-hexil-akrilát, ciklohexil-akrilát, izobornil-akrilát, benzil-akrilát, fenil-akrilát, alkil-fenil-akrilát, etoxi-metil-akrilát, etoxi-etil-akrilát, etoxi-éropil-akrilát, propoxi-metil-akrilát, propoxi-etil-akrilát, propoxi-propil-akrilát, etoxi-fenil-ákrilát, etoxi-benzil-akrilát, etoxi-ciklohexil-akrilát, a megfelelő metakrilsav-észterek és dimetil-itakonát. A bázikus csoportokat tartalmazó polimer fázist alkotó alkalmas, egy kettőskötéssel rendelkező aromás monomerek közé tartozik a sztirol, ó-, m- és p-metil-sztirol, és o-, m- és p-etil-sztirol, vinil-naftalin, vinil-toluol. Különösen érdekések a vinil-aromás monomerek, mint sztirol, és akrilsav és metakrilsav 1-10 szénatomszámú alifás alkoholokkal képezett észterei. Az alkalmas, többszörösen telítetlen térhálósítószereket és az eljárásban alkalmazott egyéb anyagokat korábbi bejelentésünkben már leírtuk. 1. példa Gyengén lúgos és gyengén savas csoportokat tartalmazó hibrid-gyanta előállítása 10 A rész — Kopolimer-szintézis és preparálás Vizes fázisként 855,5 g csapvizet használunk. A vizet és 268 g sztirol-DVB (DVB = divinil-benzol) 15 (4% DVB) makro molekuláris gyantát lombikba töltjük és gyorsan keverjük. Külön elkészítjük a 352,2 g metil-akrilátból, 59,8 g DVB-ből (55% DVB-45% etil-vinil-benzol) és 4,12 g AIBN-ből (azo-bisz-izobutironitril) álló szerves fázist és hozzá-20 adjuk a fenti gyöngyszuszpenzióhoz. A kapott keveréket szobahőmérsékleten körülbelül 2 óráig keverjük, míg az összes metil-akrilát monomerelegy beszívódik a kopolimerbe. Ezután a keveréket 70 C°-on 4 óráig és 85 C°-on 2 óráig melegítjük. A 25 képződött hibrid-gyantát, ezután 3 x 100 ml vízzel mossuk és szárítjuk. A kitermelés mennyiségi. A gyanta részecskeméretét legnagyobbrészt a kiindulási makroretikuláris kopolimer részecskemérete határozza meg. 30 B rész — Klór-metilezés a) Kopolimer-szuszpenzió 35 288 g hibrid-kopolimer 235 g klór-metil-éter (CME) 200 g etilén-diklorid b) Katalizátor-oldat 40 127 g klór-metil-éter (CME) 160g A1C13 c) 240 ml (1896 g) vízmentes metanol 45 d) 45,0 g 50%-os NaOH A kopolimer-szuszpenziót két keverővel, hőmérővel és szárítócsöves visszafolyó hűtővel felszerelt 5 literes 4-nyakú lombikba töltjük. A szusz-50 penziót keverés közben 30—32 C°-ra melegítjük és 2 óráig ezen a hőmérsékleten tartjuk. Mialatt a kopolimer duzzad, előállítjuk a katalizátor-oldatot. Ebből a célból a CME-t keverővel, hőmérővel és szárítócsővel ellátott 500 ml-es 3-nyakú lombikba 55 töltjük és lehűtjük 0-5 C°-ra. Ezután az alumínium-kloridot keverés közben, kis részletekben, a hőmérsékletet 25 C° alatt tartva hozzáadjuk a CME-hez, és a keverést addig folytatjuk, amíg az összes AICI3 feloldódik. A kopolimer megduzza-60 dása után a hőmérsékletet 35 C°-ig emeljük és a katalizátor-oldatot 3 óra alatt hozzáadjuk a reakcióelegyhez, miközben a hőmérsékletet 35-39 C° között tartjuk. A hozzáadást befejezve a hőmérsékletet 49—51 C°-ig emeljük és 4 óráig ezt a hőmér-65 sékletet tartjuk. Ezután a reakcióelegyet lehűtjük 2