Синтетические ионообменные материалы - Зубаков Л.Б.
Скачать (прямая ссылка):
Натриевые соли полиакриловой и полиметакриловой кислот получают радикальной полимеризацией соответствующих непредельных кислот в воде с последующей частичной нейтрализацией карбоксильных
150
групп раствором едкого натра. Натриевые соли полу-чают также омылением полинитрилов. Так, полиакри-лонитрил в щелочной среде сначала омыляется с образованием амидных групп, часть которых в дальнейшем превращается в карбоксильные. Таким образом, полимер содержит наряду с карбоксильными нитриль-ные и амидные группы. Флокулирующие свойства натриевых солей поликислот зависят от степени нейтрализации карбоксильных групп.
В СССР выпускаются натриевые соли полиметакри-ловой кислоты под марками Комета и Метас [390]. Комета представляет собой гель, содержащий 3—35% полимера, в котором 50—60% карбоксильных групп нейтрализовано щелочью; Метас—'гранулированная полиметакриловая кислота. За рубежом флокулянты этого типа выпускаются под марками Седипур-А, Аэрофлок-550 и др. Сополимеры малеинового ангидрида выпускаются в США под марками Лайтрон и РМ/МА.
Сульфированием суспензионного полистирола в СССР получен сульфокатионит, растворимый в воде, марки ВК-1. Сульфирование проводят высококонцентрированным олеумом в среде диоксана. Полистиролу предварительно дают набухнуть в дихлорэтане. Процесс проводят с перемешиванием при комнатной температуре в течение 3 ч. Нормы загрузки (в масс, ч.) приведены ниже:
Полученную сульфомассу нейтрализуют 40%-ным NaOH, соль Na2S04 отделяют на нутч-фильтре, а из водного раствора извлекают белый порошок — суль-фополистирол путем осаждения. Сульфополистирол ВК-1 применяют в качестве флокулянта.
Полиакриламидные флокулянты получают двумя способами [390]: полимеризацией акриламида или его сополимеризацией с солями и эфирами акриловых кислот; омылением полиакрилонитрила.
В промышленности полимеризацию акриламида [77] проводят в водно-спиртовой среде. Сначала мономер растворяют в воде при 65°С, затем загружают
Полистирол.........................
Дихлорэтан.........................
Олеум 60%-ный (кристаллический) Диоксан............................
3
4
2
160
изопропиловый спирт и персульфат калия, применяемый в качестве инициатора. Полимеризацию проводят при 75—80 °С в течение 2 ч.
В СССР для очистки питьевой воды [390] применяют два сорта технического полиакриламида (ПАА) — известковый и аммиачный. Содержание мономера в обоих сортах не должно превышать 0,2%.
Сырьем для получения обоих сортов ПАА служит нитрил акриловой кислоты. Его омыляют серной кислотой до образования акриламида, который частично подвергают дальнейшему омылению до образования акриловой кислоты. При получении известкового полиакриламида избыток серной кислоты нейтрализуют известью, а в производстве аммиачного полиакриламида нейтрализация осуществляется аммиаком. В первом случае отделяют выделившийся гипс, а смесь мономеров — акриламида и акрилата кальция — поступает на полимеризацию. Сульфат аммония, выделяющийся в процессе получения аммиачного полиакриламида, не удаляется, и полимеризацию проводят при избытке аммиака при pH = 8—9. В производстве известкового ПАА после обработки реакционной смеси известью получают пульпу, которую разделяют на нутч-фильтре. Прозрачный фильтрат представляет собой 6—9%-ный раствор мономеров, который полиме-ризуется при 30—35 °С в присутствии специальных инициаторов. И известковый, и аммиачный полиакриламид выпускается в виде прозрачной гелеобразной массы.
В последнее время в СССР уделяется большое внимание производству и применению полиоксиэтилена (полиэтиленоксида) [425—427], который является неионогенным полимером и поэтому может использоваться в более широком диапазоне pH [425]. В связи с этим он обладает в ряде процессов более эффективным действием, чем полиакриламид с избирательной флокулирующей способностью.
Полиоксиэтилены, называемые сокращенно поли-оксами [390], представляют собой простые полиэфиры— полимеры окиси этилена с молекулярной массой 5-105—10-106 и являются водорастворимыми продуктами [77]. Их получают в виде порошка или гранул суспензионной полимеризацией, которую проводят при
161
20—50 °С в среде осадителей полимера. В качестве катализаторов используются цинк- и магнийорганиче-ские соединения, амиды и др.
Флокулирующая способность полиоксиэтилена оценена в содовом производстве, шламовых водах и угольных пульпах углеобогатительных фабрик [425, 426]. Объединение 0НГ10 «Пластполимер» создал опытную установку производства полиоксиэтилена [425].
В США выпускают флокулянт под названием «По-лиокси-коагулянт», который также представляет собой продукт полимеризации окиси этилена.
СВОЙСТВА ВОДОРАСТВОРИМЫХ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ
Полиэлектролиты обладают рядом специфических особенностей, обусловливающих их поведение в растворах [428, 429]. Одной из таких особенностей является так называемое полиэлектролитное набухание, причина которого заключается в электростатическом отталкивании одноименно заряженных звеньев полимерной цепи. В результате происходит разворачивание клубков макромолекул и увеличение их линейных размеров.
