Ионообменные смолы способность к набуханию

В студнях, образующихся при набухании сшитых полимеров, каркас состоит из макромолекулярных цепей, связанных между собой химически с помощью поперечных связей ( сшивок ). Роль сшивок выполняют атомы серы, кислорода или какие-либо атомные группировки. Такие полимеры образуются при вулканизации, дублении, полимеризации. Примером их являются белки, ионообменные смолы, резина. При химическом взаимодействии возникают прочные связи, поэтому такие студни не способны к плавлению. [c.476]

Гидрофильные активные группы смолы обусловливают набухание ионообменных смол в водных средах, однако способность смол к набуханию ограничена в связи с наличием поперечных химических связей (мостиков) между цепями полимера. Набухаемость тем меньше, чем выше степень сшивки полимера, т. е. чем больше количество сшивающего агента, например типа дивинилбензола, введено в смолу. Кроме того, набухание смол сильно зависит от ионной силы растворов и от состава ионов в растворе и в фазе смолы в связи с этим объем смолы в процессе работы может изменяться, иногда довольно значительно. [c.7]

Однако наиболее широко применяются ионообменные смолы— синтетические иониты, представляющие собой зерна полимерных материалов, в пространственной сетке которых закреплены группы, способные к обмену ионов. Различают каркас или матрицу, которая состоит из неправильной высокополимерной пространственной сетки углеводородных цепей, и, с другой стороны, ионообменные группы или фиксированные ионы. Свойства синтетических ионообменных смол определяются числом и типом фиксированных ионов, а также строением матрицы, прежде всего — количеством поперечных связей в ней. Строение матрицы определяет степень набухания, а отсюда и скорость обмена. Обмен ионов происходит не только на поверхности зерен ионита, но во всем объеме зерна. [c.48]

В качестве адсорбентов (поглотителей) применяют активную окись алюминия, силикагель, активные угли, а в последнее время стали применять богатый ассортимент ионитов как природных, (цеолиты), так и синтетических (ионообменные смолы). Кроме того, все шире начали применяться в определенных процессах и жидкие поглотители распределительная хроматография), которые вводят в соответствующий твердый носитель (например, в ионообменные смолы путем набухания их в жидком поглотителе). Иногда в состав поглотителей вводят вещества, образующие соединения с некоторыми из компонентов разделяемой системы это часто оказывается эффективным средством усиления разделяющей способности поглотителей. [c.373]

Микропористость и способность ионообменных смол к набуханию [c.513]

В процессе набухания ионообменная смола значительно изменяет свою структуру, т. е. ведет себя как типичный нежесткий сорбент, поэтому по отношению к набухшим ионообменным смолам термины микропористость или внутримолекулярная пористость совершенно неприменимы. При сорбции на ионообменных смолах происходит набухание полимера, т. е. смола представляет собой раствор низкомолекулярной жидкости в сшитом полимере, и ее поглотительную способность правильнее всего оценивать степенью набухания (глава XIV). Степень набухания дает количественную оценку общего объема, занятого низкомолекулярной жидкостью в набухшем полимере. Этот объем ничего общего не имеет с суммарным объемом пор и превышает последний в сотни раз . [c.515]

Преимуществами пористых ионитов перед гелевыми являются высокая скорость набухания (она превышает скорость набухания гелевых ионообменных смол на несколько десятичных порядков) и способность быстро поглощать крупные ионы. Последнее свойство особенно важно при работе с аминокислотами и пептидами. [c.221]

К набуханию способны почти все ионообменные смолы и некоторые неорганические иониты. [c.693]

В первом случае каждую молекулу смолы можно рассматривать как анион очень больших размеров, неподвижный, нерастворимый, связанный с ионами водорода или металла, способными вступать в обменные реакции. Ионы водорода (металла) могут находиться не только на поверхности зерна, но и входить во всю его объемную структуру. При набухании зерна ионообменной смолы во- [c.151]

Таким образом, синтетические ионообменные смолы являются гелями полиэлектролитов, способными к набуханию. Однако их набухаемость ограничена благодаря наличию в полимерной молекуле поперечных связей. [c.77]

Для хроматографических разделений широко используют органические иониты, неорганические — значительно реже. Органические иониты, или ионообменные смолы, представляют собой химически стойкие нерастворимые сополимеры, в которые введены группы, способные к диссо циации [225, 226]. Наиболее часто используют смолы — сополимеры стирола и дивинилбензола. Последний осуществляет поперечную связанность полимерных цепочек, которая определяет жесткость образующейся пространственной решетки, степень набухания смолы в растворах и величину внутренних пор ионита. [c.163]

Получают ионообменные смолы методами сополимеризации (реже — поликонденсации) в виде правильных шариков (бисер) или зерен произвольной формы (гранулы). Активные, или ионогенные, группы вводят в полимер на последней стадии сиптеза. Гидрофильностью активных групп обусловлена способность смол к набуханию в воде и некоторых полярных растворителях (см. разд. 76—77), но набухаемость ограничена из-за наличия поперечных связей (мостиков) между цепями полимера. С ростом степени сшивки объемная набухаемость смол снижается. У слабосшитых ионитов объем набухших зерен, а следовательно, и объем слоя в колонке, сильно зависят от состава и ионной силы раствора. [c.82]

С накоплением активных групп повышается обменная способность смол, но одновременно увеличивается их растворимость в воде или способность к набуханию. С увеличением числа поперечных связей в структуре ионообменных смол, напротив, растворимость и способность к набуханию понижаются. [c.553]

Многие исследователи отмечали связь между поглотительной способностью ионообменных смол и их способностью к набуханию в той среде, из которой сорбируются ионы. Чем больше степень набухания, тем больше поглотительная способность смолы. С.молы, сильно набухающие в воде, способны поглощать из водных растворов как маленькие неорганические [c.514]

Очевидно, высокая поглотительная способность стандартных ионитов не связана с их пористостью. Такие иониты могут поглощать только ионы малых размеров. Ионы больших размеров, например ионы террамицина, пенициллина и других антибиотиков, они поглощают только из сред, в которых набухают. При этом наблюдается прямая зависимость между поглотительной способностью ионообменной смолы и ее способностью к набуханию в среде, из которой сорбируются ионы. [c.511]

В процессе набухания структура ионообменной смолы значительно изменяется, т. е. она ведет себя как типичный нежесткий сорбент. Поэтому по отношению к набухшим ионообменным смолам термины микропористость или внутримолекулярная пористость совершенно неприменимы. Их поглотительную способность правильнее всего оценивать степенью набухания (см. гл. 10). Степень набухания дает возможность количественно оценить общий объем, занятый низкомолекулярной жидкостью в набухшем полимере. Этот объем ничего общего не имеет с суммарным объемом пор и превышает последний в сотни раз. [c.511]

Набухание ионообменных смол в значительной степени определяет их избирательную способность. Сильно набухающие иониты одинаково хорошо поглощают ионы всех размеров, т. е. их избирательная способность очень мала. Слабо набухающие иониты обладают большой емкостью по отношению к ионам меньших размеров и малой емкостью по отношению к ионам больших раз- [c.511]

Каркас ионообменных смол состоит из трехмерной сетки углеводородных цепей, иа которой закреплены функциональные группы. По фазовому состоянию ионообменные смолы представляют собой нерастворимые ге./ш — полиэлектролиты с ограниченной способностью к набуханию. [c.200]

Ионообменные смолы — это сетчатые, трехмерные полимеры, не растворяющиеся в воде, но ограниченно набухающие в ней и содержащие ионогенные группы, т. е. группы, способные к обмену ионов. Число и длина мостиков, соединяющих линейные цепи полимера, определяют густоту сетки, которая оказывает сильное влияние на свойства ионитов. Например, при более редкой сетке способность смолы к набуханию и скорость диффузии ионов в ней больше, чем в случае более частой сетки. [c.195]

Ионообменные смолы, являющиеся по своей природе высокомолекулярными кислотами или основаниями, должны быть нерастворимы в воде и в водных растворах и обладать определенной ограниченной способностью к набуханию. При взаимодействии с ионами, находящимися в растворе, иониты образуют нерастворимые соли. При последующей обработке раствором более сильного электролита в элюат переходит компонент исследуемой смеси, удерживавшийся на ионите. Например [c.160]

Современные ионообменные смолы получают только на основе сшитых сополимеров стирола и дивинилбензола. При этом различают гелеподобные и макропористые сшитые материалы. Плотность сшивания и способность к набуханию определяются количеством сшивающего агента (дивинилбензола). Гелеподобные структуры представляют собой сетки, которые в падающем свете имеют стеклоподобный прозрачный вид. [c.58]

Макропористые ионообменные смолы получают сополимериза-цией стирола с дивинилбензолом в присутствии инертных и легко удаляемых растворителей. При этом образуются негомогенные материалы с порами и каналами, не пропускающие свет. Их способность к набуханию меньше, чем у гелеподобных ионитов, однако доступность активных центров значительно выше, что делает возможным их применение в неводных и неполярных растворителях или газовой фазе. Более подробные сведения о строении и свойствах этих сшитых структур можно найти в [65—67], а о синтезе и применении —в [68]. [c.58]

Широкое распространение получили синтетические иониты на основе органических смол благодаря их хорошей способности поглощать ионы и высокой химической стойкости. Впервые ионообменные смолы были получены в 1934 г. Адамсом и Холмсом, обиа-руживнтми способность к обмену ионов у продуктов конденсации фенолов нли аминов с формальдегидом. Каркас ионообменных смол представляет собой трехмерную се ку углеводородных цепей, на которой закреплены функциональные 1 руппы. Ионообменные смолы — это нерастворимые гсли-полиэлсктролиты с ограниченной способностью к набуханию. [c.165]

По строению полимерного каркаса различают ионообменные смолы гелевой структуры и макропористые. В гелевидных смолах отсутствуют пустоты, заполняемые воздухом или жидкой средой. Они способны к ионному обмену только после набухания, т, е. проникновения молекул растворителя в пространство между полимерными звеньями. [c.220]

В воде ионообменные смолы под влиянием осмотических явлений набухают. На этот процесс существенно влияет величина гидратации фиксированных ионов и про-тивоионов. Препятствуют набуханию смол частота и длина радикалов дивинилбензола, сшивающих длинные углеводородные цепи полимеров стирола с образованием трехмерной сетчатой структуры. Ясно, что чем больше степень сшивания полимерных цепей, тем более жесткую структуру имеет смола и тем меньше она набухает в водных растворах. Сохранение электронейтральности полимера при обмене ионов является причиной того, что обмен противоионов может совершаться только в эквивалентных количествах, т. е. 1 г-экв ионов, вытесненных из смолы, замещается 1 г-экв других ионов того же знака, Следует отметить, что область pH, в которой осуществляется обмен ионов, зависит от константы диссоциации ионообменных групп смолы. Так, сульфокислотные катиониты, например смола КУ-2 (р/(лис < I), способны к обмену ионов водорода на другие катионы в широком интервале pH и при pH > 2,5—3 кислотность на обмен практически не влияет. Карбоксильные катиониты (р/Сднс = 5—6) обменивают свои ионы при pH > 7 и могут использоваться только в солевой форме. Катиониты, содержащие фенольные гидроксильные группы, способны к обмену лишь при pH > 8, т. е. в области значений pH, отвечающей диссоциации фенольных групп. Все это необходимо учитывать при выборе смол для очистки промышленных сточных вод. [c.133]

Вследствие гидрофильности ионизированных функциональных групп ионообменные смолы в воде набухают. При этом объем смол увеличивается, что обусловлено выпрямлением полимерных цепей, образующих матрицу смолы, и увеличением расстояния между ними [3, 4]. Поперечносшивающие-цепи полимера (мостики, образованные дивинилбензолом или эпихлор-гпдрином), повышая жесткость структуры смолы, препятствуют ее набуханию. Поэтому с увеличением содержания в смоле сшивающего агента ее способность к набуханию уменьшается [5]. Чем больше ионный радиус катиона солевой формы катионита, т. е. чем меньше гидратация противоиона функциональной группы ионообменнкка, тем меньше набухание солевой формы смолы. Та же закономерность справедлива и для набухания анионообменных смол. Поэтому набухание катионита КУ-2 максимально в Н+-форме, а анионита АВ-17 в ОН -форме. [c.210]

Большое практическое значение имеет трехмерная сополимеризация, при которой используются мономеры, содержащие две или более двойных связей. Эти мономеры могут участвовать в процессе полимеризации, приводя к образованию сшитых продуктов, имеющих трехмерную сстку. В качестве примера можно привести синтез сшитого полистирола, полученного сополимеризацией стирола с небольшими количествами дивинилбензола (опыт 3-49). Подобные сшитые сополимеры не растворяются и не плавятся, они способны к ограниченному набуханию в органических растворителях. Это их свойство используется для получения ионообменных смол (см. раздел 5.2). В результате сополимеризации ненасыщенных эфиров малеиновой и фумаровой кислот со стиролом также получаются трехмерные сополимеры (см. опыт 4-05). [c.174]

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]

Степень пористости ионитов каждой отдельной группы можно варьировать путем введения различных мостикообразующих (сптивающих) агентов. Ионит, полученный с использованием малых количеств сшивающих веществ, вначале сильно набухает, а затем растворяется. Повышение количества сшивающего агента приводит к снижению степени набухания ионитов, к уменьшению их внутримолекулярной пористости. Слабо набухающие смолы не способны к поглощению заметных количеств воды (несмотря на сохранение своих гидрофильных свойств) вследствие малой подвижности их цепей. Наиболее сшитые низкопористые ионообменные смолы обладают коэффициентами набухания, близкими к коэффициентам набухания минералыгых катионитов — алюмосиликатов. Сильно набухающие ионообменные смолы [c.8]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология