Синтетические ионообменные материалы - Зубаков Л.Б.
Скачать (прямая ссылка):
Сильноосновные аниониты могут быть получены поликонденсацией мономерной фосфониевой соли с формальдегидом в присутствии фенола [96], а также третичной сульфониевой соли с формальдегидом [97].
Слабоосновиые аниониты
Слабоосновные аниониты поликонденсационного типа относятся к одному из наиболее распространенных видов ионитов. По масштабам производства они занимают второе место после сильнокислотных катионитов.
Одним из первых был получен вофатит М — взаимодействием лг-фенилендиампна с формальдегидом в кислой среде. Из-за низкой химической стойкости
49
он не получил широкого применения. С целью улучшения свойств анионита была проведена конденсация л*-фенилендиамина и полиэтиленполиаминов с формальдегидом. Таким способом был получен вофа-тит МД.
В Советском Союзе поликонденсацией полиэтиленполиаминов, фенола и формальдегида в солянокислой среде получен анионит АН-2Ф [1]:
---N—(—СН2—СН2—NH—)„—СН2—СН2—N-------
Анионит достаточно стоек к растворам кислот и оснований, не окисляется кислородом, растворенным в воде.
Весьма нетрудоемок и экономически выгоден способ получения слабоосновных анионитов поликонденсацией меламина, гуанидина и карбамида с формальдегидом. Так, конденсацией меламина с формальдегидом в кислой среде был получен слабоосновный анионит АН-1, который, однако, обладал очень слабо выраженными основными свойствами. Несколько улучшить основные свойства удалось, проводя поликонденсацию меламина и полиэтиленполиаминов с формальдегидом (анионит АН-3).
Даванковым и Лауфер разработана технология получения анионитов ММГ-1, НО и других поликонденсацией меламина, гуанидина и карбамида с формальдегидом [98—100]. Эти аниониты обладают большей основностью по сравнению с анионитами АН-2Ф и АН-1, однако они не получили широкого применения из-за недостаточной стойкости к гидролизу.
Поликонденсацией этилендиамина или полиэти-леннолиаминов с эпихлоргидрином получены аниониты ЭДЭ-10П и вофатит L-165 [1], обладающие способностью поглощать слабодиссоциировапные кислоты.
Н2С
СН2
---N—(—СН2—СН2—NH—) п—СН2—СН2—N---
50
Высокими физико-химическими показателями обладает слабоосновный полнфункциональный анионит АН-31 [34], который получается поликонденсацией эпихлоргидрина, аммиака и полиэтиленполиаминов. Он содержит алифатические вторичные аминогруппы и 10—15% алифатических третичных аминогрупп. Строение этого анионита может быть представлено следующим образом:
С Г СГ
ОН
—N—СН2-1 -СН- 1 -СН2- —N—С 1
сн2 d)H СН2
1 сн2 1 сн2
J NH 1 NH
| сн2 | сн2
1 сн2 он 1 1 СН2 1
1 (N l-i-. и 1 1 1 -сн- -СН2- 1 —N—
Наличие некоторого количества групп четвертичных аммониевых оснований позволяет использовать его иногда в качестве сильноосновного анионита. Этот ионит применяют в водоподготовке и для сорбции некоторых рассеянных элементов. Он выпускается в Советском Союзе в промышленном масштабе и не имеет зарубежных аналогов.
Технологический процесс производства анионита АН-31 (рис. 1.5) состоит из следующих стадий: подготовки сырья, поликонденсации, отверждения геля, сушки, дробления, рассева и упаковки готового продукта.
Предварительно готовят 50%-ный раствор полиэтиленполиаминов в деминерализованной воде, в который вводят пылевидные отходы анионита АН-31. Поликонденсация осуществляется при постепенной подаче аммиачной воды (в течение 3 ч) к эпихлоргид-рину и температуре 60—68 °С. В приготовленный таким образом и охлажденный до 20—25 °С форполи-мер вводят 50%-ный раствор полиэтиленполиаминов с пылью АН-31. После смешения в течение 3 мин рс-
51
акционная смесь поступает на отверждение. Процесс отверждения проводят в тонком слое горячим воздухом (70—80 °С) в течение 40 мин. Далее полимер
Яммиач- Эпихлор- Деминерали- Полиэтиленполц-
Рис. Т. 5. Схема производства анионита поликонденсационного типа марки АН-31:
1 — мерник аммиачной воды; 2—мерник эпнхлоргндрнна; 3—мерннк деминерализованной воды; 4, 5—мерник полиэтнленполиамииов; 6 — мерник раствора полнэтиленполиаминов с пылью анионита АН-31; 7—реактор; 5 — аппарат для растворения полнэтиленполиаминов в воде; 9 — камера отверждения; /0—решетка; //, 13—шнековые транспортеры; 12—трехполочная сушилка; l4t 17, 12—бункеры; 15— валковая дробнлка; 16—нория; 18 — конусная мельиица; 19 — снто «Бурат»; 20—емкость готового продукта; 21—циклон
сушат горячим воздухом в течение 6—8 ч при 105— 115°С.
В НИИПМ разработан процесс производства весьма перспективного анионита АН-31 Г, который получают в виде сферических гранул. Поликонденсацию
52
проводят по периодической схеме, грануляцию в среде трансформаторного масла — по непрерывной.
Получен особо чистый анионит АН-31 под маркой АН-31ч.
Аниониты полимеризационного типа
Для получения этой группы анионитов широко используются как метод сополимеризации исходных мономеров, содержащих ионогенные группы, с диенами, так и полимераналогичные превращения сополимеров стирола с дивинилбензолом или других сополимеров, не содержащих ионогенных групп.
В качестве сырья в производстве анионитов полимеризационного типа используются главным образом стирол и дивинилбензол. Сополимер стирола с дивинилбензолом хлорметилируют монохлордиметиловым эфиром.
