Получение катионита сульфированием модифицированного фенолоформальдегидного олигомера

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Получение катионита сульфированием модифицированного фенолоформальдегидного олигомера

Наибова Тамилла Мухтар

Существуют различные способы получения катионита, при которых катионит находится в контакте с раствором, содержащим обменивающиеся ионы, до установления равновесия. В таких реакциях обмена равновесие сдвинуто в сторону образования целевого продукта, что достигается введением избытка катионита.

Химические свойства катионитов зависят, прежде всего, от характера кислотных групп, а также от строения макромолекул, обеспечивающих диффузию ионов внутри зерен. Скорость обмена ионов между твердой и жидкой фазами определяется числом поперечных связей, валентностью и объемом обменивающихся ионов, расположением и степенью ионизации кислотных групп.

Катиониты поликонденсационного типа получают из соединений, содержащих в молекулах кислотные группы. Методом поликонденсации в промышленности получают сильнокислотные катиониты, содержащие в качестве ионогенных тгрупп сульфогруппы. Катионит содержит активные кислотные группы -SO₃H и -OH, поэтому часто он является бифунк-циональным.

Некоторые катиониты можно использовать как в промышленности (например, для смягчения жесткой воды, извлечения металлов из отработанных вод, рафинирования сырого сахара), так и в лабораторных целях. С их помощью можно легко очищать водные растворы (очистка муравьиной кислоты от растворов формальдегида), готовить кислоты или основания высокой степени чистоты (например, тиоциановую кислоту из тиоцианата алюминия). Катиониты применяются также для катализа химических реакций, например в реакциях этерификации и гидролиза белков. Наиболее распространенным катионитом прошлого тысячелетия был сульфоуголь. Катиониты также, нашли важное применение для удаления некоторых ионизированных соединений из сложных сред, при переработке растворов различных производств [1-2].

В связи с вышеуказанным, получение новых катионитов и изыскание областей их применения является актуальной проблемой.

Нами изучен процесс сульфирования фенолоформальдегидного олигомера (ФФО), модифицированного бензиламином и бензамидом [3].

Целью исследования является введение сульфогрупп в структуре олигомера.

Процесс сульфирования проводился в лабораторном реакторе, объемом 250 мл, снабженный мешалкой и обратным холодильником. Сначала в реактор вводится оптимальные количества (40 гр.) модифицированный бензиламином или бензамидом фенолоформальдегидный олигомер и 120 гр. 95%-ная серной кислоты. Реактор нагревается до полного растворения олигомера (140⁰С), после растворения олигомера реакционная масса охлаждается до комнатной температуры.

В охлажденную реакционную массу сразу вводится 30 мл 37%-ный водного раствора формальдегида (формалин). После этого реакционная масса переносится на специальную емкость и устанавливается на масляной бане при 110⁰С в течение 2 часов проводится процесс отверждения. После отверждения реакционная масса отмывается водой до получения прозрачной отмывочной воды, сушится и измельчается на частицы размером 1-2 мм. Сульфокатиониты на основе модифицированных бензиламином и бензамидом фенолоформальдегидных олигомеров, которые является продуктами черного цвета, нерастворимые в воде и углеводородах [4].

Исследованы основные показатели катионитов (таблица 1).

модифицированный фенолоформальдегидый олигомер сульфокатионит

Таблица 1.

Основные показатели катионитов.

Для сравнения проводилось сульфирование немодифицированного ФФО вышеуказанным способом и исследованы основные свойства полученных сульфокатионитов. Показано, что вследствие наличия в структуре сульфокатионитов на основе функционализированных фенолоформальдегидных олигомеров функциональных групп различной активности, их статическая емкость, по сравнению с сульфокатионитами на основе немодифицированного ФФО возрастает. Несмотря на повышение плотности сульфокатионитов полученных на основе модифицированных ФФО, их степень набухания больше, что объясняется частичным растворением аминных и амидных групп в воде при обменном процессе.

Повышенная плотность в результате уменьшения насыпной емкости сульфокатионитов на основе модифицированных ФФО, облегчает регулирование их технологических свойств. Катионит отличается высокой механической прочностью.

Литература

1. Зубкова Л.Б., Тевлина А.С., Даванков А.Б. Синтетические ионообменные материалы. М.: Химия, 1978, 184 с.

2. Мамченко А.В., Якименко Т.И. и др. Умягчение воды ионитами. Химия и технология воды, 1989, т.11, №8, с. 728-740.

3. Наибова Т.М. Фенолоформальдегидные олигомеры, модифицированные бензогуанамином, бензиламином и бензамидом. Автореферат дисс. на соискание ученой степени канд. хим. наук. Баку, 1987, 17 с.

4. Браун Д., Шедрон Г., Керн В. Практическое руководство по синтезу и исследованию свойств полимеров. М.: Химия, 1976, 436 с.

Размещено на Allbest.ru