Ионообменные смолы

ИОНООБМЕННЫЕ СМОЛЫ (сетчатые полиэлектролиты, ионообменные сорбенты, ионообменные полимеры), синтетич. орг. иониты. Твердые нерастворимые, ограниченно набухающие в р-рах электролитов и орг. р-рителях полимеры, способные к ионному обмену в водных и водно-орг. р-рах. По структуре - сетчатые полимеры (наз. матрицей, каркасом), содержащие ионогенные группы; последние способны диссоциировать на фиксированные (полимерные) ионы и эквивалентное число подвижных ионов противоположного знака - противоионы. По знаку заряда обменивающихся ионов различают катионообменные смолы, анионообменные смолы и амфотерные ионообменные смолы (содержат одновременно кислотные и основные группы); к специфич. группе относят селективные ионообменные смолы, содержащие комплексообразующие группы, и окислительно-восстановительные ионообменные смолы, способные к изменению зарядов ионов. Ионогенные группы в ионообменных смолах могут быть одного типа (монофункциональные смолы) или разного (полифункциональные смолы); известны, напр., катионообменные смолы, содержащие группы СООН и SO₃H. В зависимости от способности ионогенных групп к диссоциации различают сильно-, средне- и слабокислотные (или основные) ионообменные смолы. Два последних типа ионообменных смол ионизируются только соотв. в щелочных и кислых средах (см. табл.).

По структуре матрицы ионообменные смолы подразделяют на гелевые с микропорами мол. размеров и макропористые ионообменные смолы, размеры пор к-рых достигают неск. десятков нм в поперечнике. Методы получения ионообменных смол: поликонденсация или полимеризация мономеров, содержащих ионогенные группы; полимераналогичные превращ. - введение активных функц. групп в инертные сополимеры (в осн. полимеризац. типа). По сравнению с полимеризац. смолами ионообменные смолы, полученные поликонденсацией, имеют менее однородную структуру, меньшие осмотич. стабильность и хим. стойкость, и для них характерны б. ч. частицы неправильной формы. Из слабо- и среднесшитых сополимеров получают лиофильные гели с микропорами (гелевые ионообменные смолы), из макропористых сополимеров - макропористые ионообменные смолы. Наиб. широко применяют сетчатые сополимеры, получаемые суспензионной сополимеризацией стирола, производных акриловой к-ты или винилпиридинов с диенами, напр., с дивинилбензолом, диэфирами акриловой к-ты и гликолей, диизопропенилбензолом, к-рые служат сшивающими агентами. Длинноцепные сшивающие агенты используют для синтеза макропористых ионообменных смол. Степень сшивания, зависящая от содержания диена, влияет на набухание ионообменных смол в воде и орг. р-рителях, пористость, кинетику и избирательность ионного обмена, прочность и химстойкость. В пром. ионообменных смолах содержание дивинилбензола может составлять от десятых долей % до 30%. Иногда сшивание производят путем полимераналогичных превращ. малосшитых и линейных полимеров. Выпускают ионообменные смолы в виде мелких гранул сферич. или неправильной формы, порошков, мембран ионообменных, волокон, стержней и др. изделий, композитов на основе мелкоизмельченных ионитов и термопластичных связующих. Об осн. характеристиках ионообменных смол и их применении см. Иониты.

Вулих А. И., Ионообменный синтез, М., 1973; Полянский Н. Г., Горбунов Г. В., Полянская Н. Л., Методы исследования ионитов, М., 1976; Зубакова Л. Б., Тевлина А. С, Даванков А. Б., Синтетические ионообменные материалы, М., 1978; Кокотов Ю. А., Иониты и ионный обмен, Л., 1980; Тулупов П. Е., Стойкость ионообменных материалов, М., 1984. А. Б. Пашков.

Читайте еще

Ионообменные смолы — типы и применение

Селективные ионообменные смолы — свойства и применение

Ионообменная адсорбция — основы и применение ионообменников

Окислительно-восстановительные ионообменные смолы — типы и применение

Хелатообразующие ионообменные смолы — свойства и применение

Иониты — свойства и применение

Катионообменные смолы — что это и как они работают?

Неводные электролиты — особенности и применение