RU2626414C1 - Способ получения органомодифицированного монтмориллонита с полифторалкильными группами - Google Patents
Способ получения органомодифицированного монтмориллонита с полифторалкильными группами Download PDFInfo
- Publication number
- RU2626414C1 RU2626414C1 RU2016142262A RU2016142262A RU2626414C1 RU 2626414 C1 RU2626414 C1 RU 2626414C1 RU 2016142262 A RU2016142262 A RU 2016142262A RU 2016142262 A RU2016142262 A RU 2016142262A RU 2626414 C1 RU2626414 C1 RU 2626414C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- montmorillonite
- organomodified
- heptane
- trihydroperfluoropropanol
- polyfluoroalkyl groups
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/20—Silicates
- C01B33/36—Silicates having base-exchange properties but not having molecular sieve properties
- C01B33/38—Layered base-exchange silicates, e.g. clays, micas or alkali metal silicates of kenyaite or magadiite type
- C01B33/44—Products obtained from layered base-exchange silicates by ion-exchange with organic compounds such as ammonium, phosphonium or sulfonium compounds or by intercalation of organic compounds, e.g. organoclay material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/04—Physical treatment, e.g. grinding, treatment with ultrasonic vibrations
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/08—Treatment with low-molecular-weight non-polymer organic compounds
Landscapes
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения модифицированного монтмориллонита, который используется в качестве наполнителя полимеров для получения композиционных материалов. Технический результат достигается в способе получения органомодифицированного монтмориллонита с полифторалкильными группами, включающем обработку природного монтмориллонита полифторированным спиртом при ультразвуковом диспергировании в растворителе при нагревании и частоте ультразвука 40 кГц с последующим отделением модифицированного монтмориллонита, промывкой и сушкой, при этом обработку ведут 1,1,3-тригидроперфторпропанолом-1 в н-гептане при 30°C при следующем соотношении компонентов, мас. ч.: монтмориллонит - 100,0; 1,1,3-тригидроперфторпропанол-1 - 8,7; н-гептан - 200,0. Техническим результатом является повышение гидрофобности органомодифицированного монтмориллонита и устойчивости формирующихся органоминеральных комплексов, что позволяет придавать полимерам улучшенную термо-, свето-, износо- и гидролитическую устойчивость.
Description
Изобретение относится к способу получения слоистого алюмосиликата монтмориллонита, обработанного элементоорганическими соединениями, который используется в химической промышленности как наполнитель полимеров для получения композиционных и нанокомпозиционных материалов с повышенными термо-, свето-, износо- и гидролитической устойчивостью.
Известен способ получения органомодифицированного монтмориллонита с повышенной термической стабильностью, включающий получение немодифицированного очищенного бентонита на основе монтмориллонита, просев, диспергирование в водной среде, дополнительную химическую обработку, сушку и помол готовой продукции, а также последующую органомодификацию четвертичными аммониевыми солями (Пат. 2519174 РФ, МПК С01В 33/44, С09С 3/00, С08К 3/34, С08К 9/04, В82В 3/00. Опубл. 10.06.2014).
Недостатками указанного способа являются многостадийность процесса (первичная подготовка сырья, просев, химическая обработка и т.д.) и использование водных сред.
Известен способ получения полимерных органомодифицированных глин, используемых в качестве матрицы или наполнителя в нанокомпозитах, включающий отмучивание, приготовление водной суспензии монтмориллонитовой глины и взаимодействие ее с органическим соединением - акрилат- или метакрилатом гуанидина в присутствии персульфата аммония (Пат. 2417161 РФ, МПК С01В 33/44, В82В 3/00. Опубл. 27.04.2011).
Применение водных суспензий монтмориллонита способствует некоторому накоплению воды в межслоевых и поверхностных участках глины, что затрудняем получение композиционных и нанокомпозиционных материалов методом смешения модификатора в расплаве полимера.
Известен способ получения органоглины путем модификации монтмориллонита гуанидиновыми солями - гуанидингидрохлоридом, гуанидинкарбонатом и гуанидинсульфатом (Пат. 2380316 РФ, МПК С01В 33/44. Опубл. 27.01.2010).
Основным недостатком указанного способа является применение водной среды, затрудняющее полноценное удаление влаги из модифицированного монтмориллонита, а также использованием труднодоступных реагентов.
Известны способы получения монтмориллонита с поли- и перфторалкильными группами, основанные на использовании полифторированных спиртов H(CF2CF2)nCH2OH со степенью теломеризации n=2-5, полифторалкил-олиго-ε-капроамидов, моно- и диполифторалкиловых эфиров фталевой кислоты (Органофилизация Na+-монтмориллонита полифторированными спиртами. / Н.А. Рахимова, С.В. Кудашев // Журнал прикладной химии. - 2010. - Т. 83, вып. 11. - С. 1905-1910; Гидрофобизирующая и органофилизирующая способность полифторалкил-олиго-ε-капроамидов как модификаторов Na+-монтмориллонита. / Н.А. Рахимова, С.В. Кудашев // Журнал общей химии. - 2011. - Т. 81, вып. 2. - С. 269-273; Модификация Na+-монтмориллонита моно- и диполифторалкиловыми эфирами фталевой кислоты. / С.В. Кудашев, В.Ф. Желтобрюхов, О.А. Барковская, В.М. Дронова, К.Р. Шевченко // Журнал прикладной химии. - 2013. - Т. 86, вып. 7. - С. 1078-1083).
Недостатками указанных способов являются удлинение технологического цикла, связанное с введением дополнительной стадии диспергирования монтмориллонита, а также применение труднодоступных модификаторов. Кроме того, повышенная кислотность полифторированных спиртов со степенью теломеризации n=2-5 способствует частичному разрушению кристаллической структуры монтмориллонита, что приводит к недостаточной гидрофобности органомодифицированного монтмориллонита и низкой устойчивости формирующихся органоминеральных комплексов.
Наиболее близким является способ модификации монтмориллонита, включающий его обработку эквимолярными количествами ε-капролактама и полифторированных спиртов при 70°C с последующей олигомеризацией при 170°C в нанослоях монтмориллонита (Пат. 2430883 РФ, МПК С01В 33/44. Опубл. 10.10.2011).
Недостатками указанного способа являются предварительная обработка ε-капролактамом и полифторированными спиртами, сушка перед проведением реакции олигомеризации, высокая энергоемкость, частичное дегидрофторирование полифторалкильных групп в органомодифицированном монтмориллоните при повышенных температурах, гидролиз ε-капролактама под действием остаточной влаги и щелочных компонентов, составляющих минеральный состав монтмориллонита, а также разрушение кристаллической структуры монтмориллонита полифторированными спиртами H(CF2CF2)nCH2OH со степенью теломеризации n=2-5, обладающими кислотными свойствами, что приводит к недостаточной гидрофобности органомодифицированного монтмориллонита и низкой устойчивости формирующихся органоминеральных комплексов.
Задача: разработка технологичного способа получения органомодифицированного монтмориллонита с полифторалкильными группами, обладающего гидрофобными свойствами.
Техническим результатом заявляемого способа является повышение гидрофобности органомодифицированного монтмориллонита с полифторалкильными группами и устойчивости формирующихся органоминеральных комплексов, что позволяет придавать полимерам, при наполнении их органомодифицированным монтмориллонитом с полифторалкильными группами, улучшенную термо-, свето-, износо- и гидролитическую устойчивость.
Поставленный технический результат достигается в способе получения органомодифицированного монтмориллонита с полифторалкильными группами, включающем обработку природного монтмориллонита полифторированным спиртом при ультразвуковом диспергировании в растворителе при нагревании и частоте ультразвука 40 кГц с последующим отделением модифицированного монтмориллонита, промывкой и сушкой, при этом обработку ведут 1,1,3-тригидроперфторпропанолом-1 в н-гептане при 30°C при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
монтмориллонит | 100,0 |
1,1,3-тригидроперфторпропанол-1 | 8,7 |
н-гептан | 200,0 |
К преимуществам способа получения органомодифицированного монтмориллонита с полифторалкильными группами следует отнести высокую гидрофобизирующую и органофилизирующую способность применяемого 1,1,3-тригидроперфторпропанола-1, достигаемую за счет проведения процесса обработки при более низких температурах, и, как следствие, отсутствие дегидрофторирования полифторированного спирта.
Облегчение для диффузии 1,1,3-тригидроперфтопропанола-1 в межслоевые пространства монтмориллонита достигается использованием н-гептана в качестве растворителя, не являющегося гигроскопичным веществом и способствующего уменьшению доли полиассоциатов
приводя к получению устойчивых гидрофобных органоминеральных комплексов и повышению равномерности распределения полифторированного спирта как на поверхности, так и в межслоевых пространствах.
Получение органомодифицированного монтмориллонита с полифторалкильными группами наиболее эффективно при 30°C в течение 180 мин при частоте 40 кГц, что обеспечивает отсутствие разрушения кристаллической структуры монтмориллонита, повышает степень заполнения его межслоевых пространств 1,1,3-тригидроперфторпропанолом-1 и способствует формированию устойчивых гидрофобных органоминеральных структур, придавая полимерам, при наполнении их органомодифицированным монтмориллонитом с полифторалкильными группами, улучшенную термо-, свето-, износо- и гидролитическую устойчивость.
Заявленный способ осуществляется следующим образом.
В колбу помещают монтмориллонит, 1,1,3-тригидроперфторпропанол-1 и н-гептан, которые подвергают ультразвуковому диспергированию. После отделения и промывки осуществляют сушку полученного монтмориллонита с полифторалкильными группами.
Способ получения органомодифицированного монтмориллонита с полифторалкильными группами иллюстрируется следующим примером.
Пример. В плоскодонную колбу помещают 100 мас.ч. монтмориллонита, 8,7 мас.ч. 1,1,3-тригидроперфторпропанола-1 и 200 мас.ч. н-гептана. После чего указанную смесь диспергируют в ультразвуковом поле в течение 180 мин при температуре 30°C и частоте ультразвука 40 кГц. Полученный монтмориллонит с полифторалкильными группами отделяют, промывают н-гептаном и сушат под вакуумом при 25°C.
Органомодифицированный монтмориллонит с полифторалкильными группами. ИК-спектр Фурье, см-1: 2804-2810 (νC-H), 1192-1234 (νC-F). Рентгеновская дифрактограмма: межслоевое расстояние d001=1,28 нм (у исходного монтмориллонита d001=1,16 нм).
ИК-спектры Фурье веществ снимали на спектрометре «Nicolet-6700». Межслоевое расстояние определяли методом рентгенодифракционного анализа на дифрактометре ДРОН-3, излучение CuKα .
Был использован высокодисперсный натриевый монтмориллонит с емкостью катионного обмена 80,96 мг-экв./100 г (ТОО «В-Clay», Казахстан) в виде смеси трех основных фракций: 50-100 нм - 10 мас.%, менее 1 мкм - 80 мас.%, менее 10 мкм - 10 мас.%.
Для получения органомодифицированного монтмориллонита с полифторалкильными группами использовался промышленно производимый полифторированный спирт-теломер 1,1,3-тригидроперфторпропанол-1 HCF2CF2CH2OH (ОАО «ГалоПолимер», г. Пермь, ТУ 6-09-4830-80). В качестве растворителя применялся н-гептан (ГОСТ 25828-83).
Таким образом, разработанный технологичный способ получения органомодифицированного монтмориллонита с полифторалкильными группами ультразвуковым диспергированием монтмориллонита с 1,1,3-тригидроперфторпропанолом-1 в н-гептане при 30°C при заявленном соотношении (мас.ч.) обеспечивает повышение гидрофобности органомодифицированного монтмориллонита с полифторалкильными группами и устойчивость формирующихся органоминеральных комплексов, что, в свою очередь, позволяет придавать полимерам, при наполнении их органомодифицированным монтмориллонитом, улучшенную термо-, свето-, износо- и гидролитическую устойчивость.
Claims (2)
- Способ получения органомодифицированного монтмориллонита с полифторалкильными группами, включающий обработку природного монтмориллонита полифторированным спиртом при ультразвуковом диспергировании в растворителе при нагревании и частоте ультразвука 40 кГц с последующим отделением модифицированного монтмориллонита, промывкой и сушкой, отличающийся тем, что обработку ведут 1,1,3-тригидроперфторпропанолом-1 в н-гептане при 30°C при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
-
монтмориллонит 100,0 1,1,3-тригидроперфторпропанол 1-8,7 н-гептан 200,0
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016142262A RU2626414C1 (ru) | 2016-10-26 | 2016-10-26 | Способ получения органомодифицированного монтмориллонита с полифторалкильными группами |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016142262A RU2626414C1 (ru) | 2016-10-26 | 2016-10-26 | Способ получения органомодифицированного монтмориллонита с полифторалкильными группами |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2626414C1 true RU2626414C1 (ru) | 2017-07-27 |
Family
ID=59495838
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016142262A RU2626414C1 (ru) | 2016-10-26 | 2016-10-26 | Способ получения органомодифицированного монтмориллонита с полифторалкильными группами |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2626414C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108727876A (zh) * | 2018-05-19 | 2018-11-02 | 巢湖市翔宇渔具有限公司 | 一种提升渔网线强度和耐腐性的填料的制备方法 |
CN110065948A (zh) * | 2018-01-23 | 2019-07-30 | 中国石油天然气股份有限公司 | 粘土的制备方法 |
RU2807191C1 (ru) * | 2023-05-18 | 2023-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Способ получения органомодифицированного монтмориллонита с полифторалкильными группами |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6423768B1 (en) * | 1999-09-07 | 2002-07-23 | General Electric Company | Polymer-organoclay composite compositions, method for making and articles therefrom |
RU2380316C1 (ru) * | 2008-10-13 | 2010-01-27 | Закрытое акционерное общество "Макполимер" | Способ получения органоглины |
RU2417161C2 (ru) * | 2009-06-02 | 2011-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова | Способ получения полимерных органомодифицированных глин, используемых в качестве матрицы или наполнителя в нанокомпозитах |
RU2430883C1 (ru) * | 2010-04-23 | 2011-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Способ модификации монтмориллонита |
RU2519174C1 (ru) * | 2013-04-05 | 2014-06-10 | Закрытое акционерное общество "МЕТАКЛЭЙ" (ЗАО "МЕТАКЛЭЙ") | Способ получения органомодифицированного монтмориллонита с повышенной термической стабильностью (варианты) |
-
2016
- 2016-10-26 RU RU2016142262A patent/RU2626414C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6423768B1 (en) * | 1999-09-07 | 2002-07-23 | General Electric Company | Polymer-organoclay composite compositions, method for making and articles therefrom |
RU2380316C1 (ru) * | 2008-10-13 | 2010-01-27 | Закрытое акционерное общество "Макполимер" | Способ получения органоглины |
RU2417161C2 (ru) * | 2009-06-02 | 2011-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова | Способ получения полимерных органомодифицированных глин, используемых в качестве матрицы или наполнителя в нанокомпозитах |
RU2430883C1 (ru) * | 2010-04-23 | 2011-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Способ модификации монтмориллонита |
RU2519174C1 (ru) * | 2013-04-05 | 2014-06-10 | Закрытое акционерное общество "МЕТАКЛЭЙ" (ЗАО "МЕТАКЛЭЙ") | Способ получения органомодифицированного монтмориллонита с повышенной термической стабильностью (варианты) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110065948A (zh) * | 2018-01-23 | 2019-07-30 | 中国石油天然气股份有限公司 | 粘土的制备方法 |
CN108727876A (zh) * | 2018-05-19 | 2018-11-02 | 巢湖市翔宇渔具有限公司 | 一种提升渔网线强度和耐腐性的填料的制备方法 |
CN108727876B (zh) * | 2018-05-19 | 2020-04-17 | 巢湖市翔宇渔具有限公司 | 一种提升渔网线强度和耐腐性的填料的制备方法 |
RU2807191C1 (ru) * | 2023-05-18 | 2023-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Способ получения органомодифицированного монтмориллонита с полифторалкильными группами |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2626414C1 (ru) | Способ получения органомодифицированного монтмориллонита с полифторалкильными группами | |
Lehman et al. | Zeolite and mesoporous silica nanomaterials: greener syntheses, environmental applications and biological toxicity | |
RU2629300C1 (ru) | Способ получения органомодифицированного монтмориллонита с полифторалкильными группами | |
Banik et al. | Synthesis and characterization of organoclay modified with cetylpyridinium chloride | |
CN107400384A (zh) | 一种改性蒙脱土的制备方法 | |
RU2807191C1 (ru) | Способ получения органомодифицированного монтмориллонита с полифторалкильными группами | |
RU2430883C1 (ru) | Способ модификации монтмориллонита | |
DE102013100081A1 (de) | Verfahren zur Solvolyse von wässrigen organischen Suspensionen und Lösungen zu konzentrierten, wässrigen, schwarzlaugenähnlichen und / oder salzartigen Lösungen organischer Verbindungen | |
EP0015366A2 (de) | Verfahren zur Herstellung wässriger Lösungen von Alkaliorganosiliconaten | |
DE2754835C2 (de) | Wasserunlösliches, amorphes Alkalialuminosilicophosphat | |
Kypritidou et al. | Interaction of clay materials with lead in aqueous solutions | |
RU2412113C1 (ru) | Способ получения мономерных органомодифицированных глин, используемых в нанокомпозитах | |
DE1769362A1 (de) | Antischaum-,Entlueftungs- und Entwaesserungshilfsmittel | |
Nouj et al. | Valorization of β-Chitin Extraction Byproduct from Cuttlefish Bone and Its Application in Food Wastewater Treatment. Materials 2022, 15, 2803 | |
KR101337987B1 (ko) | 폐수의 구리성분을 흡착제거하는 유기-견운모의 제조방법 | |
CN104003475B (zh) | 一种造纸白水中胶体性干扰物的分离方法 | |
US772129A (en) | Process of making hydroxy stearic acid. | |
DE1567544A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von kristallinen Zeolithen | |
Li et al. | Removal of rhodamine B from wastewater by rectorite and sepiolite-kinetic study and equilibrium isotherm analyses | |
Merk | Mineralization of wood cell walls for improved properties | |
Ikhtiyarova et al. | Development of a sorbent based on chitosan and vermiculite for purification of textile wastewater | |
DE1445363C (de) | Verfahren zur Herstellung von Verbin düngen, welche eine über Kohlenstoff an Silicium gebundene neutralisierte, salz artige Sulfatgruppe aufweisen | |
RU2555979C2 (ru) | Способ получения высокопрочного гипсового вяжущего | |
Kudashev et al. | Modification of Na+-montmorillonite with mono-and bis (polyfluoroalkyl) phthalates | |
RU2496573C2 (ru) | Способ получения сорбента для удаления углеводородной пленки с поверхности воды |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181027 |