Получение полимерных ионитов

Классификация

1. По типу ионогенной группы:

а) катионобменные смолы (содержат кислотные группы);

б) анионобменные смолы (содержат основные группы);

в) амфотерные смолы (амфолиты, содержащие кислотные и основные группы);

г) специфические:

– комплексообразующие ИС (обладают селективными свойствами);

– окислительно-восстановительные ИС (включают системы типа Cu²⁺ /Cu; Fe³⁺ /Fe²⁺ и др., способные к обратимому окислению-восстановлению).

2. По однородности ионогенных групп.

Иониты, одновременно содержащие различные кислотные или различные основные группы, называются полифункциональными, в отличие от монофункциональных, содержащих только один тип ионогенных групп.

3. По константе диссоциации ионогенных групп в растворе иониты подразделяются на сильно-, средне- и слабокислотные или основные.

К сильнокислотным относят катиониты, содержащие, например, сульфогруппы, остатки фосфорной или фосфиновой кислот, к слабокислотным – содержащие карбоксильные, сульфгидрильные, оксифенильные группы.

В сильноосновных анионитах имеются группы аммониевых или сульфониевых оснований, в слабоосновных – аминогруппы различной степени замещения.

4. По структуре:

– гелевидные (имеют трехмерную макромолекулярную сетку);

– макропористые (твердая фаза ионита пронизана порами).

Наибольшее значение имеют искусственные полимерные иониты (ионообменные смолы), отличающиеся высокой поглотительной способностью, механической прочностью и химической устойчивостью. Полимерные иониты – аморфные полимеры с сетчатой структурой, а присутствие в макромолекулах ионогенных групп придает полимеру гидрофильность. Поскольку цепочки макромолекул полимера в ионитовых смолах «сшиты» друг с другом в пространственную сетку, растворитель вызывает только набухание смолы, величина которого определяется структурой полимера, типом и концентрацией ионогенных групп в нем и составом раствора электролита.

Природными ионитами органического происхождения являются гуминовые кислоты почв, принимающие участие в регулировании питания растений, и гуминовые кислоты углей, особенно бурых. Гуминовые кислоты относятся к слабокислотным полиэлектролитам. Для усиления кислотных свойств и обменной емкости угли, измельченные в мелкие зерна, сульфируют в избытке олеума. К природным ионитам минерального происхождения относится группа алюмосиликатов (цеолиты, глины, апатиты и др.). Они способствуют обмену ионов в почвах, регулируя подачу солей к растениям.

Иониты на основе искусственных смол получают путем конденсации или полимеризации. В обоих случаях процесс проводится в три стадии:

1) образование линейных полимеров;

2) образование из отдельных линейных полимеров сетчатой структуры с помощью мостикообразователей;

3) введение активных (ионогенных) групп.

Синтез полимерных ионитов производят чаще всего:

1) поликонденсацией или полимеризацией мономеров, содержащих ионогенные группы, с образованием сетчатого полимера;

2) присоединением ионогенных групп к отдельным звеньям ранее синтезированного сетчатого полимера;

3) присоединением ионогенных групп к звеньям синтетического линейного полимера с одновременным превращением его в сетчатый полимер.

Дата добавления: 2014-12-08