Пористость, проницаемость и набухание ионитов

Каркас синтетических ионитов обладает значительной гибкостью и при контакте с таким полярным растворителем, как вода, способен к значительному увеличению объемов, т.е. к набуханию. Возникающая при этом пористая структура проницаема для ионов, обмен которых возможен не только на поверхности ионита, но и в его массе. [c.244]

Полученные сетчатые полимеры подвергают процессу сульфирования. Пористость структуры сополимеров позволяет проводить сульфирование без предварительного набухания в органическом растворителе. Как показано на рис. 3, в зависимости от структуры сополимеров сульфокатиониты на их основе отличаются различной проницаемостью по отношению к органическим ионам большого молекулярного веса. [c.27]

Различная степень набухания ионообменных смол в воде (и в водных растворах), зависящая от степени сшитости ионита, числа и свойств ионогенных функциональных групп, приводит к различию в проницаемости зерен сорбентов для ионов больших размеров. Повышение степени набухания ионитов вызывает повышенную способность для ионов больших размеров проникать в зерна и поглощаться сорбентами. Так, например, ионы органических веществ с молекулярным весом порядка 500—1000 могут быть сорбированы с огромными емкостями, превышающими вес сухого сорбента при коэффициентах набухания ионитов (отношении объема набухшей смолы к объему сухой смолы) порядка 3—4. Емкость сорбции тех же веществ на сильносшитых сорбентах, полученных при введении 10—20% дивинилбензола в смолу, составляет всего лишь миллиграммы на грамм сорбента. На этой основе созданы системы сорбентов с постепенно изменяющейся пористостью (проницаемостью). Так, сульфокатиониты типа СБС с коэффициентом набухания 1,2—1,4 сорбируют лишь аминокислоты и низкомолекулярные пептиды те же катиониты с коэффициентом набухания 1,7—2 сорбируют уже пептиды с молекулярным весом порядка тысячи наконец, катиониты СБС с коэффициентом набухания 4 поглощают сотни миллиграмм инсулина в расчете на грамм сорбента, не сорбируя сывороточные альбумин и глобулин [16]. Избирательная сорбция инсулина из белковых растворов проводится в колонке, заполненной набухающей сульфосмолой с зернами диаметром 0,2—0,5 мм. Медленная диффузия молекул белков в столь большие зерна сорбента не приводит к равновесию даже в течение многих часов. В связи с этим емкость сорбции зависит существенным образом от времени контакта раствора и сорбента. При значительных временах эксперимента сорбентом начинает поглощаться уже заметное количество белков большего молекулярного веса, что ухудшает избирательность сорбции инсулина. [c.197]

Как уже отмечалось, одним из свойств, присущих исключительно полимерам, является их способность набухать в подходящем растворителе. Набухание — это увеличение объема V или массы т образца полимера за счет всасывания в образец растворителя. Это достаточно длительный процесс (часы, сутки). Если ограничить объем образца, поместив его в пористый сосуд, проницаемый только для растворителя, то возникает давление набухания. Его величина может достигать нескольких атмосфер. Мерой набухания является степень набухания и = (К-Ко)/Го или (т-то)/то- Объем и масса набухшего образца могут в десятки и сотни раз превышать их первоначальные значения. Растворение полимера становится возможным только после его достаточно сильного набухания. Что касается выбора подходящего растворителя, то он производится исключительно эмпирическим путем. Принщш подобное растворяется в подобном остается пока единственным ориентиром в выборе растворителей для полимеров. Понятно, что законы, определяющие связь растворимости и химического строения веществ, для полимеров известны не в большей степени, чем для обычных низкомолекулярных веществ, где ориентируются на тот же принцип подобия. Однако если известно, что полимер растворим в некотором растворителе (лучше, если в воде), то различные частности, относящиеся к растворимости в этом конкретном растворителе, могут быть представлены достаточно полно и даже исчерпывающе. В частности, приментгельно к водорастворимым полимерам важным является вопрос о влиянии концентрации водородных ионов (pH раствора) на растворимость и другие свойства растворов полиэлектролитов. [c.737]

Крупносетчатые ионообменные смолы на основе полистирола имеют ряд преимуществ перед другими ионообменными смолами [106, 107]. Они более устойчивы к органическим загрязнениям. Их пористая структура (от 10 до 120 нм) обеспечивает достаточную поверхность и хорошую проницаемость как молекул органических растворителей, так и больших молекул разделяемого нефтепродукта (асфальтенов). Жесткая структура полимера обеспечивает хорошую физическз о прочность и минимальное набухание в различных органических растворителях. Фиксированное положение ионнььх функциональных групп в решетке полимера создает на нем электростатическую поверхность. Полярные соединения нефти, мигрируя из раствора к поверхности полимера, будут образовывать новые связи от очень слабых водородных до очень сильных ионных. Очень слабые связи могут диссоциировать под воздействием умеренно полярных растворителей, для разрушения сильных ионных связей необходимо замещение сильным ионом или лигандом. [c.90]

Исследование гидратации сетчатых иолиэлектролитов позволяет получить ряд сведений о их проницаемости, пористости, взаимодействии элементов сеток и состоянии поглощенной воды [104, 157, 158, 160—165]. Ряд гетеросетчатых и макросетчатых ионитов характеризуется экстремальной (с минимумом) зависимостью коэффициентов набухания от содержания кроссагента [66, 166]. Если при набухании слабосшитых ионитов этого типа образуются гелевые структуры, то при набухании сильносшитых ионитов проявляется резко выраженное набухание слабосшитых участков, которое приводит к образованию легкопроницаемых для крупных ионов каналов и пустот, наблюдаемых методами электронной микроскопии и малоуглового рентгеновского рассеяния [89, 95]. [c.46]

Мы уже отмечали, что для фракционирования (со)полимеров АА по ММ был успешно применен метод гель-проникающей хроматографии. Была найдена возможность использования сополимеров АА и в качестве адсорбента для гель-проникающей хроматографии. По ряду показателей гели на основе пространственно сшитых (со)полимеров АА превосходили наиболее широко применяемые гели Sefadex[l, 2]. Важным позитивным фактором при использовании сшитых гелей ПАА в качестве адсорбента оказалась их высокая биологическая стойкость-они не поддерживают роста бактерий [1, 3]. В отличие от дек-страновых гелей полиакриламидные гели не дают большой усадки при высоких ионных силах (сопоставление проводится для слабосшитых гелей) [4]. Проницаемость (р) полиакриламидных гелей может регулироваться не только концентрацией сшивающего агента, но и концентрацией мономера в исходном субстрате С Для 3% < С <30% справедливо эмпирическое соотношение р= К С-0.5, К - константа [4]. Промышленный выпуск полиакриламидных гелей различной пористости освоен фирмой Biorad Laboratories (США). Преимуществом этих гелей является отсутствие ионогенных групп, что резко снижает вероятность селективной адсорбции в процессе фракционирования полимеров (и особенно сополимеров) по ММ. Рабочая область pH для гелей на основе ПАА находится в пределах от 2 до 11, равновесное набухание гелей при резких изменениях ионной силы изменяется не более чем на 2-3% [4]. [c.168]

Для сульфокатионитов обычно степень набухания зерен в воде или в солевом растворе малой концентрации больше, чем их набухаемость в растворах кислот, применяемых для регенерации зерен ионита. Поэтому замещение сорбированных ионов на ионы гидроксония проходит при меньшей проницаемости ионов, чем сорбция катионов. Это затрудняет полное извлечение (десорбцию) поглощенных катионов. Повышенная набухаемость зерен ионита делает их менее прочными. Если набухаемость зерен в процессе работы колонки резко изменяется, то зерна ионита постепенно разрушаются. Выбор величины и формы зерен зависит от степени их набухаемости. Для набухающих ионитов уменьшение размеров зерен увеличивает их статические и кинетические характеристики. Так же влияет и увеличение неровностей поверхности зерен и их пористости. [c.135]