главная > справочник > химическая энциклопедия:

Ионообменные смолы

Ионообменные смолы (сетчатые полиэлектролиты. ионообменные сорбенты, ионообменные полимеры), синтетич. орг. иониты. Твердые нерастворимые, ограниченно набухающие в растворах электролитов и орг. растворителях полимеры, способные к ионному обмену в водных и водно-орг. растворах. 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, например, 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 которых 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 кислоты или винилпиридинов с диенами. например, с дивинилбензолом. диэфирами акриловой кислоты и гликолей. диизопропенилбензолом, которые служат сшивающими агентами. Длинноцепные сшивающие агенты используют для синтеза макропористых ионообменных смолах. Степень сшивания, зависящая от содержания диена, влияет на набухание ионообменныx смол в воде и орг. растворителях, пористость, кинетику и избирательность ионного обмена, прочность и химстойкость. В пром. ионообменные смолы 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. Лит.: 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.