ИОНООБМЕННЫЕ СМОЛЫ
синтетич. высокомолекулярные (полимерные) органич. иониты. В
соответствии с общей классификацией ионитов И. с. делят на катионоооменные
(поликислоты), анионообменные (цолиоснования) и амфотерные, или биполярные
(полиамфолиты). Катпонообменные смолы бывают сильно- и слабокислотные,
анионообменные - сильно- и слабоосновные. Если носителями электрич. зарядов
молекулярного каркаса И. с. являются фиксированные ионы (функциональные,
или ионогенные, группы) только одного типа, напр, сульфогруппы, то такие
И. с. наз. монофункциональными. Если же смолы содержат разнотипные ионогенные
группы, они наз. полифункциональными. По структурному признаку различают
микропористые, или гелевидные, и макропористые И. с. Частицы гелевидных
смол гомогенны; ионный обмен в системе гелевидная смола - раствор электролита
возможен лишь благодаря диффузии обменивающихся ионов сквозь молекулярную
сетку набухшего ионита. Макропористые смолы гетерогенны; их частицы имеют
губчатую структуру, т. е. пронизаны системой сквозных пор, средний диаметр
к-рых (от 200-300 до 1000- 1200 А) намного превышает размеры молекул растворителя
и обменивающихся ионов. Раствор электролита свободно проникает по порам
внутрь частиц таких И. с., что значительно облегчает ионный обмен, особенно
в неводных средах.
И. с. можно
рассматривать как нерастворимые полиэлектролиты. Поливалентный (многозарядный)
ион, образующий структурный каркас И. с., практически неподвижен из-за
огромной молекулярной массы. Этот ион-каркас, или ион-сетка, связывает
малые подвижные ионы противоположного знака (противоионы), к-рые способны
к эквивалентному обмену на ионы окружающего раствора. Свойства нек-рых
пром. марок отечественных И.с. приведены в таблице. Средний размер частиц
таких И. с. составляет 0,2- 2,0 мм, насыпная масса 0,5-0,9 т/м3.
Получают И.
с. полимеризацией, поликонденсацией или путём полимераналогичных превращений,
г. н. химич. обработкой полимера, не обладавшего до этого свойствами иинита.
Среди пром. И. с. широкое распространение получили смолы на основе сополимеров
стирола и дивинилбензола. В их числе сильнокислотные катиониты, сильно-
и слабоосновные аниониты. Осн. сырьём для пром. синтеза слабокислотных
катионо-обменных смол служат акриловая и ме-такриловая кислоты и их эфиры.
В больших количествах производят также И. с. на основе феноло-альдегидных
полимеров, полиаминов и др. Направленный синтез И. с. позволяет создавать
материалы с заданными технологич. характеристиками.
|
Свойства
некоторых промышленных марок отечественных ионообменных смол |
||||
|
Марка
|
Статическая
обменная ёмкость1. мг-жв/г |
Удельный
объём2, мл/г |
Максимальная
темп-ра эксплуатации, 0C |
Основное
сырьё |
|
Сильнокислотные
катионообменные смолы |
||||
|
КУ-1
|
4,2-4,5
|
2,6-3,0
|
SO
|
Фенол,
формальдегид |
|
КУ-2
|
4,8-5,2
|
2,5-2,9
|
130
|
Стирол,
дивинилбензол |
|
Слабокислотные
катионообменные смолы |
||||
|
КБ-2
|
10-11
|
2,6-3,0
|
100
|
Акриловая
кислота, дивинилбензол |
|
КБ-4
|
8,5-10
|
2,6-3,0
|
100
|
Метакриловая
кислота, дивинил-бензол |
|
Сильноосновные
анионообменные смолы |
||||
|
AB-1
6 |
8-9,5
|
3,6-4,2
|
90
|
Полиамины,
эпихлоргидрпн, пиридин |
|
AB-1
7 |
3,5-4,2
|
2,5-3,0
|
50
|
Стирол,
дивинилбензол |
|
Слабоосновные
анионообменные смолы |
||||
|
АН-2Ф
|
8,5-10
|
2,5-3,2
|
SO
|
Полиамины,
фенол |
|
АН-18
|
3,5-5
|
2,0-2,5
|
60
|
Стирол,
днвииилбензол |
|
ЭДЭ-10Л
|
8,5-9,5
|
2,6-3,2
|
45
|
Полиамины,
эпихлоргидрин |
|
1
Выражена числом миллиграмм-эквивалентов ионов, поглощаемых 1 г сухой смолы при контакте со стандартным раствором гидроокиси натрия (для катионообменных смол) или соляной кислоты (для анионообменных смол). 2 Объём, занимаемый 1 г набухшей в воде смолы. |
||||
И. с. используют
для обессолнвания воды, извлечения и разделения редких элементов, очистки
продуктов органич. и неорганич. синтеза и др. Подробнее см. Иониты.
Лит. см. при
статьях Иониты, Ионный обмен. Л.А.Шиц.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я