193490. lajstromszámú szabadalom • Eljárás javított tulajdonságú ioncserélő gyanták kindulási anyagaként szolgáló gyöngypolimer előállítására
193490 latok előtt a polimereket 100 C-on leszívatjuk mindaddig, míg 13*10~3 kPa nyomáson gázleadást észlelünk (rendszerint 7-8 óra). A mért adatok: 7 1. polimer II. polimer látszólagos sűrűség, g/ml 0,25 0,3 pórustérfogat, ml/g 1,0 0,9 75 %-os pórussugár intervallum, nm 4-20 3,2-16 hiszterézis % 42 35 A mórt adatokból látható, hogy a hőkezelés hatására a látszólagos sűrűség nő, a pórustérfogat, a pórusok 75 %-át tartalmazó pórussugár intervallum és a hiszterézis értéke — azaz a tintásüveg alakú pórusok száma— csökken. 2. példa Az 1. példa szerint járunk el, azzal az eltéréssel, hogy a polimert az izooktán eltávolítása után 15 perc alatt 110 ‘Óra melegítjük és ezen a hőmérsékleten tartjuk 40 percig. A mért adatok: látszólagos sűrűség, g/ml 0,42 pórustérfogat, ml/g 0,43 75 %-os pórussugár intervallum, nm 2,6 14 hiszterézis, % 32 A mért adatokból látható, hogy a hőkezelés hatására mind az 1 példa I. polimerjéhez képest a látszólagos sűrűség nő, a pórustórfogat, a pórusok 75 %-át tartalmazó pórussugár intervallum és tintásüveg alakú pórusok száma csökken, és a változások mértéke nagyobb, mint az 1 példa II. polimerje esetén. 3. példa Az 1 példa szerint járunk el, azzal az eltéréssel, hogy a polimert az izooktán eltávolítása után 25 perc alatt 130 “C-ra melegítjük és ezen a hőmérsékleten tartjuk 90 percig. A mért adatok: látszólagos sűrűség, g/ml 0,55 pórustórfogat, ml/g 0,2 75 %-os pórussugár intervallum 2- ?1 hiszterézis, % 28 A mórt adatokból látható, hogy a pórusszerkezetre jellemző adatok változása a 2. példához hasonló irányban történt, a pórusok egyenletesebbek és kedvezőbb geometriájúak lettek. A. példa Az 1. példa szerinti II. polimerből ioncserélő gyantát állítottunk elő, hogy ioncserélő tulajdonságait megvizsgálhassuk. Keverös készülékbe 60 ml klórmetil-étert töltünk és hozzáadunk 10 g cink-kloridot olyan ütemben, hogy a hőmérséklet ne haladja meg a 20 C-ot. Oldódás után 10 g száraz polimert adagolunk a lombikba. A beadagolás után a hőmérsékletet 48-50 C-on tartva, 3 órán keresztül reagáltatunk. Ezután a lombikot lehűtjük, a polimert leszűrjük, metalonnal kimossuk és levegőn megszárítjuk. A légszáraz gyöngyöket 28 g ionmentes vízből, 12 g nátrium hidroxidból és 40 g dimetil-aminból (60 t% os vizes oldat) álló keverékhez adagoljuk hűtés közben úgy, hogy a lombik hőmérséklete ne emelkedjen 20 C fölé. Az adagolás befejeződése után a hőmérsékletet 42 “C-on tartjuk 4 órán keresztül. A lombik tartalmát lehűtjük, a polimert szűrjük és vízzel 11 -es pH értékig mossuk. A keletkezett anioncserélő gyanta mennyisége: 53 ml. Térfogatkapacitása. 1,2 mekviv./ml, tömegkapacitása: 5,3 mekviv./g. A gyanta cseresebességét Inczédy: Ioncserélők és alkalmazásuk Bp. 1980. című könyvben leírtak alapján mértük (103. oldal). A gyanta cseresebességét a teljes kapacitás felének teljesítéséhez szűk séges idővel (felezési érték) jellemezzük. Ennek értéke 41 s. Összehasonlításként az alábbiak szerint is mert módon előállított polimerből állítunk elő anioncserélő gyantát. 221,1 g sztirolt, 38,6 g divinil-benzolt és 116 g heptánt (mind az 1. példa szerinti minőség) 5,0 g benzoil-peroxidot elegyítünk és a keveréket 1200 ml, 0,1 tömeg% nátrium-kloridot tartalmazó, 2,5 tömeg%-os felfűzött keményítő oldatban 50 “C-on keverővei cseppekké oszlatjuk. Az önálló monomercsöppek kialakulása után a hőmérsékletet 10-15 perc alatt 78 C-ra emeljük és az elegyet ezen a hőmérsékleten tartjuk 8 órán keresztül. A lom bik tartalmát lehűtjük és a keményítőt kimos suk, majd 2-szeres térfogatú vízzel a benne lé vő izooktánt kidesztilláljuk. A keletkezett gyöngypolimert szűrjük és 60 C on megszárít juk. Az anioncserélő gyantát a fent leírtak szerint állítjuk elő, de kiindulási anyagként ezt a polimert használjuk fel. A keletkezett gyanta felezési értéke 6,4 s. A cseresebességre jellemző felezési értékek összehasonlításából látható, hogy eljárásunkkal előállított, ugyanolyan pórustérfogatú polimerből, azonos módon készült, azonos funkciós csoportokat tartalmazó ioncserélő gyanta cseresebessége és kapacitása nagyobb, mint a hagyományos módon előállított polimer ilyen ér léke. 5. példa 208,9 g sztirol, 28,6 g divinil-benzol, 12,5 g akril-nitril (mindegyik az 1. példa szerinti minőség) és 155,8 g n-oktán (technikai, 99 tömeg%os) elegyében 5,0 g benzoil peroxidot (1 példa szerinti minőség) oldunk és a továbbiakban az 1. példa szerint járunk el. 8 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
