PL242326B1 - Sposób oczyszczania roztworu polimeru od cieczy jonowej - Google Patents

Sposób oczyszczania roztworu polimeru od cieczy jonowej Download PDF

Info

Publication number
PL242326B1
PL242326B1 PL430102A PL43010219A PL242326B1 PL 242326 B1 PL242326 B1 PL 242326B1 PL 430102 A PL430102 A PL 430102A PL 43010219 A PL43010219 A PL 43010219A PL 242326 B1 PL242326 B1 PL 242326B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
solution
ionic liquid
water
diluate
ionic
Prior art date
Application number
PL430102A
Other languages
English (en)
Other versions
PL430102A1 (pl
Inventor
Dorota Babilas
Andrzej Milewski
Anna Mielańczyk
Karolina Goc
Piotr Dydo
Anna Chrobok
Original Assignee
Politechnika Slaska Im Wincent
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Slaska Im Wincent filed Critical Politechnika Slaska Im Wincent
Priority to PL430102A priority Critical patent/PL242326B1/pl
Publication of PL430102A1 publication Critical patent/PL430102A1/pl
Publication of PL242326B1 publication Critical patent/PL242326B1/pl

Links

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób oczyszczania roztworu polimeru od cieczy jonowej, który polega na tym, że roztwór od 70% do 98% masowych zawierający homopolimer metakrylanu N,N-dimetyloaminoetylu (DMAEMA), lub homopolimer metakryalnu hydroksyetylu (HEMA) lub kopolimery DMAEMA/HEMA o udziałach molowych FDMAEMA = 0,85, 0,75, 0,50, 0,25, 0,15 i średnim ciężarze cząsteczkowym od 12 200 g/mol do 32 400 g/mol i cieczy jonowej, korzystnie pochodnych cieczy jonowych 1,3-dialkoloimidazoliowych, rozpuszcza się w wodzie lub mieszaninach wodnych jako rozpuszczalniku i oczyszcza metodą elektrodializy przy początkowej gęstości prądu wynoszącej od 50 do 300 A/m2, korzystnie 100 A/m2,w której ciecz jonowa przenoszona jest z roztworu diluatu do roztworu koncentratu zawierającego początkowo tą samą ciecz jonową.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania roztworu polimeru od cieczy jonowej.
Ciecze jonowe stosowane są głównie jako rozpuszczalniki, bądź katalizatory reakcji. Ze względu na dobrą mieszalność z większością rozpuszczalników ich oddzielenie od polimeru klasycznymi metodami separacji często jest nieefektywne lub niemożliwe. Zgodnie z wynalazkiem, stopień oczyszczenia polimeru od cieczy jonowej umożliwia jego zastosowanie jako materiał specjalnego przeznaczenia o wysokiej czystości, wykorzystywany w produktach kosmetycznych czy farmaceutycznych. Ponadto, usunięta ciecz jonowa może być ponownie wykorzystana.
Z doniesień literaturowych znane jest zastosowanie destylacji, ekstrakcji, adsorpcji, krystalizacji oraz procesów membranowych do odzysku cieczy jonowych z roztworów [ RSC ADV 2018; 8: 3283232864]. W zakresie technik elektromembranowych znane jest zastosowanie elektrodializy (ED) do odzysku, zatężania i oczyszczania cieczy jonowych z roztworów wodnych zawierających sole nieorganiczne [Desalin. 2012; 285; 205-212, Desalin. 2009; 245: 349-356, CN101773785B]. Znane jest również zastosowanie ED do odzysku cieczy jonowych z roztworów po przetwarzaniu biomasy lignocelulozowej [Sep. Purif. Technol. 2013; 120; 86-91]. Innym rozwiązaniem jest zastosowanie zintegrowanego układu ultrafiltracja-elektrodializa [Bioresour. Technol. 2016; 220: 289-296]. Istnieją również doniesienia o możliwości zastosowania ED do syntezy cieczy jonowych [Sep. Purif. Technol. 2012; 97: 90-95].
Celem wynalazku jest sposób oczyszczania roztworu polimeru od cieczy jonowej.
Cel ten został zrealizowany przez zastosowanie metody elektrodializy. Eksperymenty przeprowadzono w płytowo-ramowym elektrodializerze o aktywnej powierzchni pojedynczej membrany równej 4,5 cm2 i objętości komory 0,45 cm3, wyposażonym w elektrody tytanowe pokryte warstwą platyny. We wszystkich eksperymentach stosowano jonowymienne membrany: anionowymienne AM-A i kationowymienne AM-C (Hangzhou lontech Environmental Tech. Co. Ltd.). W trakcie eksperymentów roztwory procesowe cyrkulowano ze stałą prędkością przepływu 30 cm3/min. W metodzie tej, roztwór polimeru i cieczy jonowej (diluat) cyrkuluje w komorze diluatu oddzielonej od komory koncentratu membranami AM-A i AM-C. Początkowe przewodnictwo roztworu koncentratu nie powinno być mniejsze niż 0,1 mS/cm i większe niż przewodnictwo roztworu diluatu, korzystnie wartość przewodnictwa roztworu powinna zawierać się w połowie początkowej wartości przewodnictwa roztworu diluatu. Komorę elektrodową stanowi 0,25 M roztwór siarczanu potasu.
Dobra mieszalność cieczy jonowych z rozpuszczalnikami o zmiennej polarności utrudnia oczyszczenie produktu. Co więcej, podczas elektrodializy możliwe jest wytrącenie się polimeru, przez zmianę pierwotnego układu rozpuszczalnikowego, który zapewniała pozostająca w nim ciecz jonowa. Dlatego w przypadku ograniczonej rozpuszczalności polimeru w wodzie konieczne jest zastosowanie obojętnego i niejonowego rozpuszczalnika, dobrze mieszalnego z wodą. Jednocześnie rozpuszczalnik ten powinien być możliwy do odparowania bez wpływu na polimer, a podczas elektrodialitycznego oczyszczania, powinien charakteryzować się ograniczonym transportem dyfuzyjnym poprzez membrany. W tym przypadku rozwiązaniem jest zastosowanie mieszanin wodnych z eterolowymi rozpuszczalnikami, lub polarnymi alkoholami.
Sposób oczyszczania roztworu polimeru od cieczy jonowej według wynalazku polega na tym, że roztwór od 70% do 98% masowych zawierający homopolimer metakrylanu N, N-dimetyloaminoetylu (DMAEMA), lub homopolimer metakrylanu hydroksyetylu (HEMA) lub kopolimery DMAEMA/HEMA o udziałach molowych Fdmaema = 0,85, 0,75, 0,50, 0,25, 0,15 i średnim ciężarze cząsteczkowym od 12 200 g/mol do 32 400 g/mol i cieczy jonowej, korzystnie pochodnych cieczy jonowych 1,3-dialkoloimidazoliowych, rozpuszcza się w wodzie lub mieszaninach wodnych jako rozpuszczalniku i oczyszcza metodą elektrodializy przy początkowej gęstości prądu wynoszącej od 50 do 300 A/m2, korzystnie 100 A/m2, w której ciecz jonowa przenoszona jest z roztworu diluatu do roztworu koncentratu zawierającego początkowo tą samą ciecz jonową.
Korzystnie w sposobie oczyszczania według wynalazku jako mieszaniny wodne w roztworze diluatu stosuje się od 1% do 60% masowych eterolowych rozpuszczalników pochodnych eterów glikoli etylenowych di- lub mono- podstawionych takich jak: dieter glikolu dietylenowego, dieter glikolu dimetylenowego, dieter glikolu butylowego, korzystnie eter metylowy glikolu etylenowego w wodzie.
Korzystnie w sposobie oczyszczania według wynalazku jako mieszaniny wodne w roztworze diluatu polimerów trudno rozpuszczalnych w wodzie oraz niestabilnych termicznie i termoczułych stosuje się od 1% do 80% masowych niskowrzące i polarne alkohole od C1 do C4, korzystnie metanol, etanol, propanol czy butanol.
Korzystnie w sposobie oczyszczania według wynalazku jako roztwór odbierający ciecz jonową będącą roztworem koncentratu w elektrodializie stosuje się wodny roztwór tej samej cieczy jonowej o stężeniu którego zakres przewodnictwa jest zbliżony do przewodnictwa roztworu oczyszczanego, lecz nie mniejszym niż 0,1 mS/cm, korzystnie wartość przewodnictwa roztworu powinna zawierać się w połowie wartości przewodnictwa roztworu diluatu.
Zaletą rozwiązania według wynalazku jest możliwość oczyszczenia polimeru od cieczy jonowej chlorku 1,3-dibutyloimidazoliowego i związków jonowych, wraz z odzyskiem czystej cieczy jonowej. Ponadto możliwość stosowania eterolowych rozpuszczalników zapewnia dobrą rozpuszczalność polimeru, ograniczając możliwość wytrącania się polimeru i jego osadzania na powierzchni membran. Transport dyfuzyjny eterolowych rozpuszczalników przez membrany jest ograniczony, a ich odparowanie celem wydzielenia polimeru jest możliwe bez wpływu na jego strukturę.
Sposób oczyszczania roztworów polimeru:
a) dobrze rozpuszczalnego w wodzie: Zanieczyszczoną próbkę P(DMAEMA-co-HEMA) (Fdmaema = 0,75, ca. 1,4 g, Mn = 32 200 g/mol) rozpuszcza się w 20 cm3 wody zdejonizowanej w zlewce. Po całkowitym rozpuszczeniu polimeru, roztwór wodny odsala się metodą elektrodializy przy początkowej gęstości prądu wynoszącej 100 A/m2, aż do osiągnięcia przewodnictwa roztworu poniżej 50 μS/cm, korzystnie 40 μS/cm.
b) trudno rozpuszczalnego w wodzie: Zanieczyszczoną próbkę PDMAEMA (ca. 1,1 g, Mn = 27 900 g/mol) rozpuszcza się w 10 cm3 metanolu. Po całkowitym rozpuszczeniu polimeru do roztworu wprowadza się 15 cm3 wody. Otrzymaną mieszaninę odsala się metodą elektrodializy przy początkowej gęstości prądu wynoszącej 100 A/m2, aż do osiągnięcia przewodnictwa roztworu poniżej 50 μS/cm, korzystnie 40 μS/cm. Następnie metanol odparowuje się pod obniżonym ciśnieniem (177 mbar, 45°C).
c) trudno rozpuszczalnego w wodzie i metanolu: Zanieczyszczoną próbkę P(DMAEMA-co-HEMA) (Fdmaema = 0,85, ca. 1,4 g, Mn = 22 200 g/mol) rozpuszcza się w 10 cm3 eteru dimetylenowego glikolu etylenowego. Po całkowitym rozpuszczeniu polimeru do roztworu wprowadza się 15 cm3 wody. Otrzymaną mieszaninę odsala się metodą elektrodializy przy początkowej gęstości prądu wynoszącej 100 A/m2, aż do osiągnięcia przewodnictwa roztworu poniżej 50 μS/cm, korzystnie 40 μS/cm. Następnie eter dimetylenowy glikolu etylenowego odparowuje się pod obniżonym ciśnieniem (80 mbar, 45°C). Ostatecznie produkt (a-c), zawierający głównie wodę i polimer, wydziela się przez liofilizację pod obniżonym ciśnieniem (0,064 mbar, temperatura kondensatora: -65°C).

Claims (4)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób oczyszczania roztworu polimeru od cieczy jonowej, znamienny tym, że roztwór od 70% do 98% masowych zawierający homopolimer metakrylanu N,N-dimetyloaminoetylu (DMAEMA), lub homopolimer metakrylanu hydroksyetylu (HEMA) lub kopolimery DMAEMA/HEMA o udziałach molowych Fdmaema = 0,85, 0,75, 0,50, 0,25, 0,15 i średnim ciężarze cząsteczkowym od 12 200 g/mol do 32 400 g/mol cieczy jonowej, korzystnie pochodnych cieczy jonowych 1,3-dialkoloimidazoliowych, rozpuszcza się w wodzie lub mieszaninach wodnych jako rozpuszczalniku i oczyszcza metodą elektrodializy przy początkowej gęstości prądu wynoszącej od 50 do 300 A/m2, korzystnie 100 A/m2, w której ciecz jonowa przenoszona jest z roztworu diluatu do roztworu koncentratu zawierającego początkowo tą samą ciecz jonową.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako mieszaniny wodne w roztworze diluatu stosuje się od 1% do 60% masowych eterolowych rozpuszczalników pochodnych eterów glikoli etylenowych di- lub mono- podstawionych takich jak: dieter glikolu dietylenowego, dieter glikolu dimetylenowego, dieter glikolu butylowego, korzystnie eter metylowy glikolu etylenowego w wodzie.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako mieszaniny wodne w roztworze diluatu polimerów trudno rozpuszczalnych w wodzie oraz niestabilnych termicznie i termoczułych stosuje się od 1% do 80% masowych niskowrzące i polarne alkohole od C1 do C4, korzystnie metanol, etanol, propanol czy butanol.
    4 PL 242326 B1
  4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako roztwór odbierający ciecz jonową będącą roztworem koncentratu w elektrodializie stosuje się wodny roztwór tej samej cieczy jonowej o stężeniu którego zakres przewodnictwa jest zbliżony do przewodnictwa roztworu oczyszczanego, lecz nie mniejszym niż 0,1 mS/cm, korzystnie wartość przewodnictwa roztworu powinna zawierać się w połowie wartości przewodnictwa roztworu diluatu.
PL430102A 2019-05-31 2019-05-31 Sposób oczyszczania roztworu polimeru od cieczy jonowej PL242326B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL430102A PL242326B1 (pl) 2019-05-31 2019-05-31 Sposób oczyszczania roztworu polimeru od cieczy jonowej

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL430102A PL242326B1 (pl) 2019-05-31 2019-05-31 Sposób oczyszczania roztworu polimeru od cieczy jonowej

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL430102A1 PL430102A1 (pl) 2020-12-14
PL242326B1 true PL242326B1 (pl) 2023-02-13

Family

ID=73727687

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL430102A PL242326B1 (pl) 2019-05-31 2019-05-31 Sposób oczyszczania roztworu polimeru od cieczy jonowej

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL242326B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL430102A1 (pl) 2020-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Stone et al. Switchable polarity solvents as draw solutes for forward osmosis
Jaroszek et al. Transport of impurities and water during potassium nitrate synthesis by electrodialysis metathesis
US10363336B2 (en) Methods and systems for treating liquids using switchable solvents
US20180147532A1 (en) Process For Concentration Of Lithium Containing Solutions
US10549237B2 (en) Regenerable draw solute for osmotically driven processes
Rottiers et al. Co-ion fluxes of simple inorganic ions in electrodialysis metathesis and conventional electrodialysis
JP2012091166A (ja) 順浸透装置および順浸透法
Lopez et al. Separation of organic acids from water using ionic liquid assisted electrodialysis
RU2195442C2 (ru) Кристаллизаты дикарбоновых кислот
JPH04501978A (ja) 酸と塩とを含む物質からの酸の精製方法
Rajendaren et al. Carrier selection in liquid membrane for extraction of levulinic acid using hybrid graphene-polyethersulfone supported liquid membrane
US3244620A (en) Separation of acid from polymers by dialysis with anion-exchange membranes
US3272737A (en) Separation of acids by dialysis with anion-exchange membranes
JP2016153114A (ja) アミノ酸イオン液体、その製造方法、及びそれを用いた正浸透装置
US6800185B2 (en) Method for producing basic amino acid solution
Srivastava et al. BaCO3 nanoparticles embedded retentive and cation selective membrane for separation/recovery of Mg2+ from natural water sources
JP2011083663A (ja) 水浄化装置及び水浄化方法
Yildirim et al. Pervaporation separation of benzene/cyclohexane mixtures by poly (vinyl chloride) membranes
Whitmarsh et al. Cationic cyclocholamides; toroidal facial amphiphiles with potential for anion transport
CN108623504B (zh) 用色谱法纯化2-羟基-4-(甲基硫代)丁酸
KR900008732B1 (ko) 아미노산 수용액의 농축방법
KR101699539B1 (ko) 나노 여과 모듈 및 이를 이용한 농축 방법
JP6872198B2 (ja) 細胞培養用溶液の製造方法、細胞培養用溶液、液体培地、および細胞培養用処理液
Eliseev et al. Recovery and concentration of basic amino acids by electrodialysis with bipolar membranes
Crespo et al. Ionic liquid membrane technology