Синтетические ионообменные материалы - Зубаков Л.Б.
Скачать (прямая ссылка):
Наибольшее значение для получения описанных комплексообразующих сорбентов имеют мономеры N-винилпирролидон и N-винилкапролактам, технологические процессы получения которых разработаны Институтом органической химии АН СССР [143], Всесоюзным научно-исследовательским и проектным институтом мономеров (ВНИПИМ) и Болоховским химкомбинатом.
N-Винилпирролидон обладает высокой реакционной способностью в процессах гомо- и сополимеризации. Сочетание таких свойств как отсутствие токсичности, хорошая адгезия, ярко выраженная склонность к комплексообразованию, растворимость в воде и большинстве органических растворителей позволяет использовать поли-Ы-винилпирролидон в самых различных областях науки и техники. Так, в медицине он применяется в качестве основы плазмозаменяющих растворов, для выведения токсических веществ из организма, в качестве пролонгатора действия ряда лекарств. Он широко используется в фармацевтической, пищевой и косметической промышленности, в производстве бумаги, фотоматериалов и др. [143, 146, 147].
Аналогичными свойствами обладают пространственные сополимеры N-винилпирролидона с диенами, которые в настоящее время также используются в качестве комплексообразующих сорбентов [148, 149].
Высокой реакционной способностью в процессах сополимеризации с диенами обладает и N-винилкапролактам, на основе которого также синтезированы комплексообразующие сорбенты [144, 149]. Однако N-винилкапролактам пока менее доступен, чем N-ви» нилпирролидон.
Коршак и Зубакова с сотр. [148, 149] разработали технологию получения селективных комплексообразующих сорбентов следующих марок: П-1—сополимер N-винилпирролидона с дивинилбензолом, П-3 — сополимер N-винилпирролидона с триэтиленгликоль-диметакрилатом, К-1—сополимер N-винилкапролак*
77
тама с дивинилбензолом, К-3—сополимер N-винил-капролактама с триэтиленгликольдиметакрилатом.
Такие сорбенты можно использовать в тех же областях, что и поливинилпирролидоп. Это прежде всего медицина, пищевая промышленность, парфюмерия.
Широкое применение N-винилпирролидона для получения комплексообразующих сорбентов промышленного назначения пока ограничено его дефицитностью.
Серусодержащие комплексообразующие сорбенты
Серусодержащие полимеры с тиольными и тион-ными группами также относятся к ряду селективных ионитов. Они применяются для отделения катионов четвертой и пятой аналитических групп от элементов первой и второй групп. Эти иониты могут быть использованы для извлечения металлов, образующих трудно растворимые в воде сульфиды [121, 129].
Сульфгидрильные сорбенты принадлежат к классу окислительно-восстановительных полимеров и рассмотрены в соответствующем разделе.
Ниже описываются высокомолекулярные соединения с тионными группами =C=S.
Даванков и Лауфер [150—152] путем поликонденсации тиомочевины с формальдегидом и другими соединениями синтезировали комплексообразующие сорбенты с высокой селективностью к благородным металлам. Они были использованы для извлечения золота, платины и серебра из производственных растворов предприятий часовой промышленности, Монетного двора, кинокопировальных фабрик.
При использовании полимеризационного метода получаются сорбенты с =C=S-rpynnaMH, обладающие более высокими физико-механическими характеристиками по сравнению с поликонденсационными ионитами.
При сополимеризации N-винилтиопирролидона [153] с диенами Коршак и Зубакова с сотр. [122] получили N- и S-содержащие комплексообразующие сорбенты, обладающие повышенной селективностью к благородным металлам.
Разработанный ИОХ АН СССР и ВНИПИМ метод модификации поливинилпирролидона пятисерни-
78
стым фосфором [154] обеспечил возможность получения серусодержащих комплексообразующих сорбентов на основе сополимеров виниллактамов с диенами. В результате такой модификации элементарное звено серусодержащего сополимера на основе N-винилпирролидона приобретает следующее строение:
СН—СН,----
—СН— СН2—-1 — —СН—СН2—-1
1 N 1 N
S=C^ "-СН2 1 1 0=С/ \СН2
1 1 _ Н2С—сн2 п 1 1 . Н2С—сн2
СН—СН2— •
Аналогичным образом модифицированы гомо- и сополимеры N-винилкапролактама.
Максимальное количество серы, которое удается ввести в линейные гомополимеры виниллактамов, составляет 75—80%, а в сшитые сополимеры — до 65%.
Полученные сополимеры обладают высокой селективностью к солям благородных металлов.
Дефицитность исходных мономеров ограничивает области применения сополимеров виниллактамов с диенами и продуктов их химической модификации.
Серусодержащие сорбенты полифункционального типа будут рассмотрены в соответствующем разделе.
Полиамфолиты
Амфотерные полимерные соединения (полиамфолиты) являются наиболее обширным классом комплексообразующих ионитов. По числу кислотных групп они делятся на аминомоно-, аминоди- и амино-трикислотные [129].
Полиамфолиты, как и обычные иониты, могут быть получены поликонденсацией, полимеризацией и в результате полимераналогичных превращений.
Нельзя сказать, что полиамфолиты в настоящее время находят широкое промышленное применение. Их физико-химические свойства исследованы еще недостаточно, однако высокая селективность и способ-
