Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Зубаков Л.Б. -> "Синтетические ионообменные материалы" -> 11

Синтетические ионообменные материалы - Зубаков Л.Б.

Зубаков Л.Б., Тевлина А.С., Даванков А.Б. Синтетические ионообменные материалы — М.: Химия, 1978. — 184 c.
Скачать (прямая ссылка): sinteticheskieion1978.djvu
Предыдущая << 1 .. 5 6 7 8 9 10 < 11 > 12 13 14 15 16 17 .. 58 >> Следующая

Сульфирование проводят при 80—120 °С в течение 3 ч. Расход серной кислоты составляет 4 масс. ч. на 1 масс. ч. каучука. Катионит промывают водой до pH = 4-f-5, а затем высушивают при 80 °С до остаточной влажности 18—20%.
Катионит представляет собой черные зерна неправильной формы. Он механически прочен и стоек к действию кислот и щелочей.
Сульфированием сополимеров винилнафталина с дивинилбензолом и аценафтилена с дивинилбензолом получены соответственно катиониты КУ-3 и КУ-4 [1].
Сульфокатиониты можно получить и путем сополи-меризации виниловых мономеров, содержащих суль-фогруппы, с дивинилбензолом. Поскольку свободная л-стиролсульфокислота не получена [2], проводится сополимеризация с дивинилбензолом ее калиевой соле-
промышленного применения способ не нашел из-за дефицитности исходного сырья.
Сильнокислотные сульфокатиониты получены также путем сульфирования сополимеров стирола с ди-изопропенилбензолом [78]. Исследовано влияние структуры полимерной матрицы на кинетику процесса сульфирования, определены константы скорости и энергии активации этого процесса (табл. 1.2).
36
Таблица 1.2. Зависимость констант скорости и энергий активации реакций сульфирования от структуры сополимеров
Сополимер мс Куд, см3/г 5УД' м2/г ^ср* ^ /C-Ю2, с_! Я, кДж/ моль
СП-1-5,0 7000 0,0625 31,7 79,2 ’ 0,708 63,4
СП-3-5,0-10 — 0,0629 99,7 25,2 0,751 60,8
СП-5-5,0 • 20 11 000 0,0182 30,1 24,2 0,527 76,8
СП-7-5,0 • 20 11 000 0,876 33,3 52,6 0,912 44,6
Примечания:!. СП-1 —сополимер стирола с л*-ДПБ; СП-3— сополимер стирола с jw-ДПБ, получеииый в присутствии ССЬ: СП-5— сополимер стирола с jw-ДПБ, полученный в присутствии беизола; СП-7— сополимер стирола с Л-ДПБ, полученный в присутствии «-гептана.
2. Цифры, стоящие после номера сополимера, обозначают: первая — коли-чество ДПБ в исходной смеси мономеров в мол. % и вторая — количество растворителя в исходной смеси мономеров в об. %.
Из таблицы видно, что наибольшая скорость сульфирования и самая низкая энергия активации наблюдаются для наиболее пористого сополимера — СП-7. Сополимер гелевой структуры СП-5 сульфируется гораздо труднее. Сополимеры, полученные без растворителей, и телогенированные сополимеры занимают промежуточное положение.
При сульфировании объем пор и удельная поверхность сульфокатионитов уменьшаются по сравнению с этими характеристиками для исходного сополимера, тогда как средний эквивалентный диаметр пор увеличивается. Из таблицы видно, что наибольшей пористостью обладают катиониты, синтезированные на основе СП-7. Минимальный объем и размер пор обнаружены у ионитов на основе сополимеров, полученных в присутствии бензола. Промежуточное положение занимают ионообменные смолы на основе сополимеров СП-1, СП-3. Катиониты, синтезированные на основе сополимеров стирола с ДПБ, имеют достаточно большие значения статической обменной емкости и повышенную степень набухания. Это позволяет применить их для сорбции органических веществ большой молекулярной массы.
Сульфокислотные катиониты на основе сополимеров стирола с ДПБ имеют емкость по инсулину 100—
37
110 мг/г. Наблюдается определенная связь между средним размером пор ионита и его емкостью по инсулину: увеличение dcp приводит к возрастанию емкости.
Значительно облегчается процесс сульфирования полимеров стирола изопористой макросетчатой структуры. Уже при 80 °С сульфирование серной кислотой приводит к практически количественному замещению ароматических ядер. При 100 °С даже полимеры со степенью сшивания 40—100% превращаются в сульфокатиониты с обменной емкостью 4,5—4,7 мг-экв/г
[79]. Легкая сульфируемость свидетельствует о высокой доступности всех ароматических ядер в макросет-чатом изопористом полистироле. О том же свидетельствует и то обстоятельство, что все введенные в полимер сульфогруппы способны обменивать свой протон на такую объемистую группировку как ион тетрабу-тиламмония. Для сравнения следует отметить, что в стандартных катионитах уже при 10%-ном содержании ДВБ для обмена на тетрабутиламмоний половина сульфогрупп становится недоступной.
Сохраняя в значительной мере особенности своего полистирольного каркаса, макросетчатые изопористые сульфокатиониты набухают в воде намного больше стандартных смол при равном содержании поперечных мостиков. Даже при 60—100%-ной степени сшивания они могут поглощать воду в таком же количестве, как и обычные катиониты с 1—2% ДВБ.
Несмотря на высокую степень набухания, макросетчатые изопористые сульфокатиониты со степенью сшивания 40—100% характеризуются малыми изменениями объема при смене внешнего электролига. Объем макросетчатых сульфокатионитов со степенью набухания Н+-формы катионита в воде 0,4—0,7 г НгО/мг-экв не изменяется при замене воды 0,1 н. раствором КОН, 0,1 н. или 1,0 н. раствором НС1. Иными словами, объемное набухание этих смол не зависит от типа противоиона и ионной силы внешнего раствора. Наоборот, слабосшитые стирол-дивинилбензольные катиониты, обладающие сравнимым набуханием Н+-формы в воде (0,58 г Н20/мг-экв, 2,3% ДВБ), в этих условиях уменьшаются в объеме на 18—20%.
Предыдущая << 1 .. 5 6 7 8 9 10 < 11 > 12 13 14 15 16 17 .. 58 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed