Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Ионнообменные полимеры




Светочувствительные полимерные материалы.

Теоретические и прикладные исследования в области разных несеребряных светочувствительных материалов с каждым годом становятся всё более актуальными. Несмотря на меньшую чувствительность по сравнению с серебряными, такие материалы находят применение в репротехнике, полиграфии, микроэлектронике и оптике, приборостроении, в контрольно-измерительной аппаратуре, ЭВМ, аудиовизуальной технике, регистрации голограмм и других форм записи с помощью лазеров, дозиметрии излучений, раскроя различных листовых материалов, получения фотоизображения на текстильных материалах и т.п.

Среди веществ, используемых в настоящее время для изготовления светочувствительного материала, важное место занимают полимеры. Они применяются не только как основа серебросодержащих материалов (кино- и фотоплёнка), но и как обладающие собственной светочувствительностью. Это, в первую очередь, полярные полимеры, содержащие ионогенные, в частности, карбоксильные группы и их соли. Такие полимеры способны под действием УФ излучения формировать центры скрытого изображения с восстановительными свойствами. При взаимодействии центров скрытого изображения с солями некоторых металлов образуются каталитически активные металлические центры.

К полимерам, используемым для изготовления светочувствительных материалов, относятся целлюлоза и её производные – монокарбоксицеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, сульфопроизводные целлюлозы, полиакриловая (ПАК), полиметакриловая (ПМАК) кислоты и их смеси с поливиниловым спиртом (ПВС), сополимеры целлюлозы с акриловой и метакриловой кислотами, сополимеры акрилонитрила с итаконовой кислотой, сополимеры поливинилового спирта с акриловой и метакриловой кислотами и др.

Присутствие в полимере групп, проявляющих кислотные или основные свойства, позволяет осуществлять реакции обмена с катионами или анионами. Такие полимеры называют ионнообменными. Соответственно, различают катиониты, поглощающие из раствора электролита катионы и способные обменивать их в эквивалентных количествах на другие катионы, и аниониты, способные поглощать из раствора анионы и обменивать их на другие анионы.

Катиониты проявляют свойства поликислот, аниониты – свойства полиоснований.

Реакции катионного и анионного обмена могут быть изображены следующими схемами:

2RNa + CaCl2 «R2Ca + 2NaCl

2RCl + Na2SO4 «R2SO4 + 2NaCl.

Здесь R – неподвижный макромолекулярный ион.

Эти реакции являются гетерогенными.

Катиониты, как правило, содержат сульфогруппы, карбоксильные, фосфиновокислые, мышьяковокислые, селеновокислые группы и др. Например, фенолоформальдегидные смолы являются катионитами (слабыми, т.е. имеют низкую ёмкость). Более сильные катиониты получают поликонденсацией п -фенолсульфокислоты или её натриевой соли с формальдегидом.

Катиониты полимеризационного типа получают сополимеризацией стирола с дивинилбензолом или подобным сомономером, например, диизопропилбензолом и, порой, дополнительно, акрилонитрилом, винилпиридином и др. Сильнокислотные группы -SO3H, -PO3H2 вводят в синтезируемый сетчатый полимер реакциями полимераналогичных превращений.

Аниониты содержат в макромолекулах ионогенные группы основного характера – аминогруппы, пиридиновые и др. Они, как и катиониты, могут быть получены как методами поликонденсации, так и полимеризации. Например, совместной поликонденсацией пиридина, полиэтиленполиамина и эпихлоргидрина получают сильноосновные аниониты. Сополимеризацией стирола и дивинилбензола с полследующими полимераналогичными превращениями неионогенных групп в анионообменные или непосредственно сополимеризацией мономеров, проявляющих основные свойства (2-метил-5-винилпиридин и др.) получают аниониты различной ёмкости.

Форма ионитов – как правило, мелкие шарики (бисер). Поскольку данные реакции ионного обмена являются гетерогенными, предпринимались усилия по увеличению поверхности ионитов. Это достигается либо увеличением пористости бисера, либо приданием иониту гелеобразной структуры.

Наиболее плодотворное направление – изготовление ионообменных волокон. В этом случае решается сразу несколько проблем: исключается унос материала потоком жидкости или газа, резко увеличивается удельная поверхность ионита. Так, удельная поверхность гранулированного ионита составляет примерно 0,1 м2/г, а волокон ВИОН – 10 – 30 м2/г.

Хемосоррбционные (ионообменные) волокна используются не только для извлечения ионов из растворов, но и для очистки воздуха от ряда токсичных и агрессивных газов (SO2, SO3, HF, Cl2, H2S, NH3, оксидов азота и других газов), а также аэрозолей (туманы кислот, аэрозоли солей), являющихся наиболее распространёнными загрязнителями атмосферы.

Для изготовления ионообменных волокон обычно используют сополимеры акрилонитрила с 2-метил–5 - винилпиридином, итаконовой кислотой и другими сомономерами. Для придания большей устойчивости сополимера и возможности многократных регенераций полимер сшивают путём добавлением эпоксисоединений, либо обработками гидрозингидратом. Регенерация волокон осуществляется быстрее и с меньшими затратами регенерирующих растворов по сравнению с регенерацией зернистых ионитов. После 100 циклов сорбция – регенерация статическая обменная ёмкость и механические свойства волокон остаются неизменными.

Несложными специальными обработками можно придать анионообменным волокнам ВИОН бактерицидные свойства.

Полимерные иониты применяют в водоподготовке, в гидрометаллургии и гальванотехнике для селективного извлечения ценных металлов, в пищевой и гидролизной промышленности (сахарное производство, очистка глюкозы, фруктозы, желатина, глицерина и др.), в производстве молочных продуктов, виноматериалов, в химии и химической промышленности, полупроводниковом производстве, в медицине, биологии, фармакологии и др.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-12-26; Просмотров: 802; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.012 сек.