ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Тютюнник. О влиянии степени поперечной связанности на устойчивость сульфополистирольного катионита КУ-2 к нагреванию на воздухе из "Иониты и ионный обмен" В данной статье рассмотрены результаты, полученные при исследовании влияния степени поперечной связанности (СПС) на устойчивость сульфонолистирольного катионита КУ-2 к нагреванию на воздухе. [c.23] Для выяснения влияния СПС на термостойкость были изучены образцы катионита КУ-2 в водородной форме с 2, 4, 8, 12, 16, 20% дивинилбензола (ДВБ). Промышленные смолы готовили по известной методике, после чего их высушивали до постоянного веса при температуре 115°. Для всех катионитов определяли коэффициент влагоемкости и относительную на-бухаемость с применением ранее описанных методов [ ]. Обменную емкость (ОЕ) определяли двумя способад1и алкалиметрическим титрованием катионитов щелочью в присутствии нейтральной соли, по Васильеву [ ], и сожжением в токе кислорода [ ]. Реальное содержание сшивающего агента в смолах определяли по коэффициенту влагоемкости [ ]. [c.23] Термостойкость смол изучали в открытых стеклянных бюксах нри температурах 115, 175, 200, 225°. В бюксы вносили 100—300 мг катионита и помещали в воздушный термостат, где выдерживали заданное время. После термообработки катионит и промывную жидкость анализировали по ранее описанным методам [ ]. [c.23] В табл. 1 представлены физико-химические свойства катионита КУ-2 в Н+-форме с различной СПС. ОЕ определена с точностью до 0.05 мг-экв./г, коэффициент влагоемкости — до 0.1 г НаО/г смолы, относительная на-бухаемость — до 5%. Как видно из данных табл. 1, ОЕ в расчете на 1 г сухой смолы уменьшается с ростом кросс-агента в высокомолекулярном каркасе. [c.23] Приведенные рассуждения однозначно подтверждают неодинаковое состояние гидратации сульфогрупп катионита КУ-2 с различным содержанием ДВБ Р]. [c.24] А — потеря обменной емкости смолы (%), Б — продолжительность нагревания на воздухе (час). [c.24] А — потеря массы смолы (%), Б — продолжительность нагревания на воздухе (час.). [c.25] Данное предположение находит частичное подтверждение в результатах изменения массы образцов катионитов (рис. 2). Как следует из рис. 1 и 2, при нагревании на воздухе катионита КУ-2 с различным содержанием ДВБ степени десульфирования коррелируются с уменьшением массы образцов смолы, причем быстрое уменьшение массы в первые 20—30 часов нагревания соответствует выделению остаточной воды из фазы ионита с одновременным протеканием термического гидролиза по уравнению (2), приводящего также к резкому снижению ОЕ в этот период времени. Увеличение продолжительности нагреванля, естественно, ведет к замедлению обоих процессов. С увеличением температуры влияние СПС на изменение ОЕ и массы катионита сказывается в значительно меньшей степени, так как различия в содержании сульфогрупп нивелируются. [c.25] Интересно отметить, что устойчивость к нагреванию на воздухе катионита КУ-2х8чс приблизительно на 10 отн.% больше, чем аналогичной смолы КУ-2X8. Потери массы смолы достигают 5—10% при 175° и 60—80% при 225° (за 300 часов). [c.25] образующаяся в результате реакций (3) и (5), постоянно поддерживает процесс (2), внося определенный вклад в увеличение степени десульфирования. Выделение серной кислоты по уравнениям (2) и (4) поддерживает процесс образования окисленной формы смолы (Ох) по реакции (5). Наличие органических веществ в водных вытяжках подтверждено ультрафиолетовыми спектрами. Образование сульфонов и сернистого газа доказано определением в смолах и водных вытяжках элементарной серы. [c.26] Таким образом, влияние СПС на устойчивость катионита КУ-2 к нагреванию на воздухе обусловлено не природой среды, в которой производится термообработка, а совокупностью физико-химических свойств самой смолы. [c.26] А — эквивалентный коэффициент влагоем-кости (ммоль НгО/мг-экв.), Б — температура (°С). [c.26] Количество ДВБ в смоле (%) 1 — 2, И — 4, 3 — 8, 4 — 12, Л — 1Н, 6 — 20. [c.26] В заключение автор выражает благодарность проф. Н. Г. Полянскому за постоянное внимание к работе и обсуждение экспериментальных результатов. [c.27] Поступило в Редакцию 17 сентября 1973 г. [c.27] Изменение физико-химических свойств катионитов КБ-4-10П и КБ-2-10П под действием 7-излучения Со при дозе 70 р а д. / с е к.. [c.28] С целью выяснения роли гидратной воды при радиолизе макропористой смолы последнюю перед облучением переводили из Н+- в Na-фopмы. Из данных таблицы видно, что повышение содержания связанной воды )В фазе сорбента макропористой структуры и воды в его порах ускоряет процессы деструкции полимерного каркаса и снижения емкости сорбента. [c.29] Катионит КБ-2-10П. При облучении набухшего ионита окраска гранул изменяется от желтоватой до желтой. Наблюдается выделение газов, приводяпзре к образованию полостей в слое сорбента. Анализ газа, ВЫделяюш егося при облучении набухшей Н+-формы, показал, что в основ-гном это водород. После анализа газообразных продуктов смола подвергалась различным физико-химическим испытаниям, результаты которых приведены в таблице. [c.29] Спектры ЭПР обезвоженных катионитов КБ4-10П (а), КБ-4 (б) и КБ-2-10П (в), облученных дозой 2-10 рад. в Н -форме при комнатной температуре. [c.29] В вабухшем состоянии вода, входящая в фазу ионита, тоже подвергается радиолизу, можно предположить, что радикалы указанного типа будут взаимодействовать с продуктами радиолиза воды и с молекулами воды. [c.29] Вернуться к основной статье