Журнал мембранных наук и технологий

Абстрактный

Повторное рассмотрение N-хлорирования и перегруппировки Ортона ароматических полиамидов

Джанкарло Барасси и Томас Боррманн

Полиамидные мембраны широко используются в опреснении воды. Известно, что они подвергаются деградации из-за присутствия свободного хлора. В этом сообщении показан подробный механизм химической реакции для N-хлорирования и перегруппировки Ортона поли (м-фениленизофталамида), который является линейным ароматическим полиамидным компонентом широко используемой мембраны B-9 Permasep®. N-хлорирование этого ароматического полиамида приводит к потере водородных связей. Это вызывает конформационные изменения в полимере; полимер становится менее жестким и открываются пустоты, что снижает отторжение растворенного вещества и увеличивает поток воды. Реакция N-хлорирования обратима в щелочной среде. Поэтому, если есть подозрение, что полимер контактировал с анионами гипохлорита или хлорноватистой кислотой, немедленная очистка гидроксидом натрия может обратить вспять N-хлорирование. Наоборот, N-хлорирование катализируется кислотой; поэтому необходимо соблюдать особую осторожность на этапе очистки, когда используется HCl. Кроме того, N-хлорированные ароматические полиамиды могут подвергаться перегруппировке Ортона, которая также стимулируется в кислых средах, что приводит к образованию орто- или пара-хлорзамещенных аналогов ароматического амидного фрагмента. Хлорная группа вызывает сильный отрицательный индуктивный эффект, ослабляя амидную связь, делая ее более восприимчивой к гидролизу, что в конечном итоге приводит к разрыву цепи.