Functional groups grafted on poly(vinyl chloride) – evaluation of new modified polymers in metal ions adsorption

• Autorzy: Mbarki F. , Ammari F. , Amor A. B. H. , Meganem F.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2017.109

Warianty tytułu

PL

Szczepienie funkcyjnych grup aminowych na poli(chlorku winylu) – ocena przydatności otrzymanych polimerów w adsorpcji jonów metali

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Poly(vinyl chloride) (PVC) has been subjected to numerous chemical modifications which were undertaken in order to improve its properties, the use of PVC in new applications and understanding of PVC-related phenomena. This work describes the chemical modification of PVC by amino groups (benzylamine and diethylenetriamine) through nucleophilic substitution reactions of its chlorine atoms to obtain P₁ polymer. The modified polymer was subsequently reticulated with dichlorodiethyl ether to obtain P₂ polymer. The obtained polymers were characterized using infrared spectroscopy (FT-IR), elemental analysis (CHN), differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), differential thermal analysis (DTA), and X-ray diffraction (XRD). The modified polymers (P₁ and P₂) were tested for metal ion extraction (cadmium, cobalt, lead, or chromium) using the solid-phase extraction (SPE) method and the inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES) technique. Quantitative adsorption measurements were performed using solutions containing 2 • 10^-4M of heavy metal ions with pH = 3.5–4.5 at a flow rate of 0.6 dm³/min. The new extractants based on modified PVC (P₁ and P₂) were able to remove the negative effects of heavy metals contained in aqueous solutions. For Pb²⁺, the extraction percentage was 98 % using P₁ and 90.3 % using P₂.

PL

Przeprowadzono chemiczną modyfikację poli(chlorku winylu) (PVC) w reakcji nukleofilowego podstawienia atomów chloru grupami aminowymi (benzyloamina i dietylenotriamina). Otrzymany polimer P₁ szczepiono następnie eterem dichlorodietylowym – uzyskano polimer P₂. Wytworzone polimery scharakteryzowano za pomocą spektroskopii w podczerwieni (FT-IR), analizy elementarnej (CHN), różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC), analizy termograwimetrycznej (TGA), różnicowej analizy termicznej (DTA) i dyfrakcji rentgenowskiej (XRD). Polimery P₁ i P₂ testowano w procesie ekstrakcji jonów metali (kadmu, kobaltu, ołowiu lub chromu), stosując ekstrakcję w fazie stałej (SPE) imetodę atomowej spektrometrii emisyjnej z plazmą wzbudzaną indukcyjnie (ICP-AES). Pomiary ilościowe adsorpcji prowadzono w roztworach wodnych zawierających 2 • 10^-4M jonów metali ciężkich, opH=3,5–4,5 i przy szybkości przepływu 0,6 dm³/min. Nowe ekstrahenty na bazie zmodyfikowanego PVC (P₁, P₂) adsorbowały metale ciężkie zawarte w roztworach wodnych – w wypadku jonów Pb²⁺ ekstrakcja za pomocą P₁ wyniosła 98 %, a za pomocą P₂ – 90,3 %.

Słowa kluczowe

EN

poly(vinyl chloride); benzylamine; diethylenetriamine; dichlorodiethyl ether; substitution reaction; metal extraction

PL

poli(chlorek winylu); benzyloamina; dietylenotriamina; eter dichlorodietylowy; reakcja podstawienia; ekstrakcja jonów metali

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 62, nr 2
• Strony: 109--117
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Mbarki F.

• University of Carthage, Faculty of Sciences of Bizerte, Laboratory of Organic Synthesis, 7021 Jarzouna, Bizerte, Tunisia

autor

Ammari F.

• University of Carthage, Faculty of Sciences of Bizerte, Laboratory of Organic Synthesis, 7021 Jarzouna, Bizerte, Tunisia

autor

Amor A. B. H.

• University of Carthage, Faculty of Sciences of Bizerte, Laboratory of Organic Synthesis, 7021 Jarzouna, Bizerte, Tunisia

autor

Meganem F.

• University of Carthage, Faculty of Sciences of Bizerte, Laboratory of Organic Synthesis, 7021 Jarzouna, Bizerte, Tunisia

Bibliografia

• [1] Hu J., Jia X., Li C. et al.: Journal of Materials Science 2014, 49, 2943. http://dx.doi.org/10.1007/s10853-013-8006-1
• [2] Lafarge J., Kébir N., Schapman D., Burel F.: Reactive and Functional Polymer 2013, 73, 1464. http://dx.doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2013.08.001
• [3] Kakuta N., Shimiu A., Ohkita H., Mizushima T.: Journal of Material Cycles and Waste Management 2009, 11, 23. http://dx.doi.org/10.1007/s10163-008-0214-4
• [4] Kameda T., Ono M., Grause G. et al.: Polymer Degradation and Stability 2009, 94, 107. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2008.10.006
• [5] Kameda T., Ono M., Grause G. et al.: Journal of Polymer Research 2011, 18, 945. http://dx.doi.org/10.1007/s10965-010-9492-3
• [6] Yousif E., Hasan A.: Journal of Taibah University for Science 2015, 9, 421. http://dx.doi.org/10.1016/j.jtusci.2014.09.007
• [7] Borowska A., Sterzyński T., Piszczek K.: Polimery 2010, 55, 306.
• [8] Bigot S., Louarn G., Kébir N., Burel F.: Applied Surface Science 2013, 283, 411. http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2013.06.123
• [9] Tooma M.A., Najim T.S., Alsalhy Q.F. et al.: Desalination 2015, 373, 58. http://dx.doi.org/10.1016/j.desal.2015.07.008
• [10] Castañeda-Facio A., Benavides R., Martínez-Pardo M.E.: Radiation Physics and Chemistry 2014, 97, 75. http://dx.doi.org/10.1016/j.radphyschem.2013.11.004
• [11] Kameda T., Ono M., Grause G., Mizoguchi T., Yoshioka T.: Materials Chemistry and Physics 2009, 118, 362. http://dx.doi.org/10.1016/j.matchemphys.2009.07.066
• [12] Kameda T., Fukuda Y., Grause G., Yoshioka T.: Journal of Applied Polymer Science 2010, 116, 36. http://dx.doi.org/10.1002/app.31452
• [13] Lăzăroaie C., Rusen E., Mărculescu B. et al.: UPB Scientific Bulletin, Series B: Chemistry and Materials Science 2010, 72, 127.
• [14] Moulay S.: Progress in Polymer Science 2010, 35, 303. http://dx.doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2009.12.001
• [15] Lin S., Juang R.: Journal of Environmental Management 2009, 90, 1336. http://dx.doi.org/10.1016/j.jenvman.2008.09.003
• [16] Bolong N., Ismail A.F., Salim M.R., Matsuura T.: Desalination 2009, 239, 229. http://dx.doi.org/10.1016/j.desal.2008.03.020
• [17] Bhatnagar A., Sillanpaa M., Witek-Krowiak A.: Chemical Engineering Journal 2015, 270, 244. http://dx.doi.org/10.1016/S1385-8947(15)00412-X
• [18] Moulay S., Zeffouni Z.: Journal of Polymer Research 2006, 13, 267. http://dx.doi.org/10.1007/s10965-005-9034-6
• [19] Salonen L.M., Ellermann M., Diederich F.: International Edition 2011, 50, 4808. http://dx.doi.org/10.1002/anie.201007560
• [20] Ammari F., Meganem F.: Turkish Journal of Chemistry 2014, 38, 638. http://dx.doi.org/10.3906/kim-1306-24

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).