171949. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hibrid ioncserélő gyanta előállítására

171949 9 10 many szerint előállított más hibridgyantákhoz. Mégis általában a gyenge sav (akrilsav-fázis) 1/5—3-szorosa a gyengén bázikus makroretikuláris fázis súlyának. A gyenge sav - gyenge bázis hibrid-gyantában a t érhálósítószer mennyisége 5 1/2-10% mindkét fázisban, előnyösen 3-5% a „gazda" gyengén bázikus makroretikuláris fázisban és 5-8% a géles akrilsav-fázisban. A fent részletezett leírás célja csak a megértés 10 megkönnyítése. Semmiféle szükségtelen korlátozást nem jelent, mivel — a szakember számára érthetően - az eljárásban módosítások eszközölhetők. Bár a fenti példában addíciós típusú polimerek szerepelnek, a találmány más típusú polimerekre is 15 kiterjed, amelyek a hibrid-kopolimerek és/vagy gyanták egy vagy több komponensét képezhetik, így kondenzációs polimerek, vagy kondenzációs és addíciós polimerek keverékei is használhatók „gazda"-polimerként vagy -fázisként, vagy gél-töl- 20 tétként vagy gél-fázisként. 7. példa 25 1. Dimetil-itakonátot (DMI) tartalmazó sztirol/DVB hibrid-kopolimer előállítása A hibrid-kopolimert a következőképpen állítjuk elő: 100g sztirol/DVB-t és 400g csapvizet be- 30 mérünk mechanikus keverővel, visszafolyató hűtővel, nitrogéngáz-bevezetőcsővel, hőmérővel és fűtőköpennyel ellátott 1 literes 3-nyakú lombikba. Keverés közben, 1/2 óra alatt hozzáadunk 173,96 g DMI-ből, 7,62g DVB-ből (53,9%), 1,31 g 35 DEGDVE-ből, 20,27 g DIBK-ből és 3,6 g lauroil-peroxidból álló, előre elkészített oldatot. A keverést még 1/2 óráig folytatjuk, majd az elegyet 60C°-on 20 óráig melegítjük. A DIBK azeotrópos desztillációja után a kopolimert izoláljuk, vízzel 40 mossuk, elektromos kályhában szárítjuk, a kitermelés 243,6 g (86,2%). 2. Klór-metilezési eljárás A hibrid-kopolimert mechanikus keverővel, visszafolyó hűtővel, hőmérővel és külső hűtőfürdővel ellátott 2 literes 3-nyakú lombikban klór-metilezzük. A hibrid-kopolimert (143,6g) 999 ml eti- 50 lén-dikloriddal (EDC) és 746 g klór-metil-éterrel (CME) 2 óráig keverjük, lehűtjük 0-5 C°-ra és 2 óra alatt, a hőmérsékletet 0-10C°-on tartva részletekben 332 g alumínium-kloridot adunk hozzá. A hozzáadás befejezése után a hőmérsék- 5S letet 25C°-ig emeljük és 3 óráig a keveréket ezen a hőmérsékleten tartjuk. A reakció leállítása céljából 1 liter hideg metanolhoz öntjük és közben a hőmérsékletet 35 C° alatt tartjuk. A metanolt eltávolítjuk, majd 1 liter ionmentes vizet adunk a 60 gyantához és 50%-os nátrium-hidroxid-oldattal meglúgosítjuk. 15-20 percig 100C°-on melegítjük, az oldatot lehűtjük és a kivált anyagot szűréssel összegyűjtjük. A gyanta analitikai mintája 14,78% Cl-t tartalmaz. 65 3. A klór-metilezett hibrid-kopolimer aminolízise-hidrolízise A klór-metilezett hibrid-kopolimert mechanikus keverővel, hőmérővel, szárazjég-kondenzátorral és fűtőköpennyel ellátott 2 literes 3-nyakú gömblombikba helyezzük. A lombikhoz 120g darált jeget, 120g 50%-os nátrium-hidroxid-oldatot és 338 g 40%-os dimetil-amint (DMA) adunk. A keveréket környezeti hőmérsékleten 1 óráig keverjük, majd visszafolyatás közben 4 óráig forraljuk, végül körülbelül 100C°-on 2 óráig melegítjük a feles DMA eltávolítása céljából (ebben az utolsó fázisban a szárazjég-kondenzátort vízhűtéses kondenzátorra cseréljük ki). A terméket elválasztjuk, vízzel mossuk és nedvesen tároljuk. Az elemzés 9,9% Cl-t és 4,5% N-t mutat. A gyanta általános tulajdonságai: 49,41% szilárd anyag, 3,10 mekv/g teljes anioncserélő kapacitás és 1,52 mekv/g kationcserélő kapacitás. A ter malis sókapacitást (NaCl mg/15 cm3 gyanta) pH 6-8on mérjük 540 ppm nátrium-klorid-oldatot használva. A mért értékek: 46,61 (pH =6), 77,81 (pH = 7) és 43,96 (pH = 8). Vizsgálatokat végeztünk, melyek során a találmány szerinti hibrid-gyantákat egyéb rendszerű gyantákkal hasonlítottuk össze. A kísérletek eredménye azt szemlélteti, hogy a találmány szerinti gyanták hatásukban körülbelül 10-szeresen múlják felül az ismert, úgynevezett „snake in cage" (béklyósan kígyózó) és a kevert ágyas gyanta-rendszereket, azonos körülmények között. A kísérleteket úgy végeztük, hogy 1,27 cm belső átmérőjű, külső köpennyel ellátott üvegoszlopot 15 ml nedvességet tartalmazó gyantával töltöttünk meg. A betáplálási hőmérséklet szobahőmérsékletnek (23-25 C°) felelt meg, míg a regenerálási hőmérsékletet 90-95 C°-on tartottuk, úgy, hogy a köpennyel ellátott oszlophoz vizet vezettünk. Az átfolyási sebesség 0,081 l/perc/l volt, a betáplálási és a regenerálási ciklus alatt egyaránt. Több kísérletet végeztünk, melyek azt mutatták, hogy az átfolyási sebesség 0,081 1/perc/l-ről 0,321/perc/l-re való változása a terhelési kapacitást nem befolyásolta. A gyantákat különböző pH-értékek mellett tanulmányoztuk, annak érdekében, hogy a terhelési kapacitásra nézve különféle műveleti körülmények között minél teljesebb képet kapjunk. A kevert ágyas gyanta-rendszert úgy készítettük, hogy 6g (száraz súly) gyengén bázikus, poliamin funkcionalitású ioncserélő divinilbenzol gyantát 3g (száraz súly) gyengén savas, karbonsav-funkcionalitású metakrilsawal és divinilbenzollal összekevertünk, és olyan bensőséges keveréket képeztünk, amelyben a gyengén savas és gyengén bázikus kapacitás kb. egyenlő volt. A „snake in cage" gyantát a következő irodalmi helyen leírt módszer szerint készítettük: Hatch, J. M., Dillon, J.A. és Smith H. B. „Preparation and Use of Snake Cage Polyelectrolytes" Ind. and Eng. Chem. 49, 1912 (1957). 5