Ионообменные смолы сшивание

ИЗОПОРИСТЫЕ ИОНООБМЕННЫЕ СМОЛЫ, гелевые ионообменные смолы, в полимерном каркасе к-рых относительно регулярно расположены поперечные связи. Обладают повышенной проницаемостью и способностью обратимо сорбировать крупные орг. ионы. Стойки против отравления орг. в-вами (т. е. очень мала доля необратимой сорбции). Получ. сополимеризация винильного мономера с диеном, к-рый в выбранных условиях не способен к гомополимеризации сшивание линейного полимера в процессе хлорметилирования или аминирования. Наиб, распространены высокоосновные аниониты на основе полисти- [c.211]

Создание ионообменной смолы сводится к синтезу нерастворимого в воде и других растворителях твердого органического полимера, образующего трехмерный высокомолекулярный каркас с активными группами путем сшивания линейного высокомолекулярного соединения — полистирола — в пространственную сетку с помощью различных мостикообразующих веществ (например, дивинилбензола). [c.386]

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]

Когда сухую полистирольную ионообменную смолу помещают в воду, она быстро абсорбирует некоторое количество воды, обратно пропорциональное степени сшивания, и увеличивается в размере, т. е. набухает. Количество абсорбированной воды и степень набухания слоя смолы могут использоваться на практике как косвенный метод определения степени сшивания смолы. [c.218]

Основным типом катионных ионообменных смол являются иолизлектролиты, получаемые на основе полистирол — дивинил-бензольных сульфированных полимеров. В 1950-х гг. катионообменные смолы начали применяться в качестве мембран при электродиалнзе (для очистки различных растворов) и в топливных элементах. Использование катионообменных мембран в топливных элементах химических источников тока выявило острую необходимость создания новых полиэлектролитов, обла- дающих высокой термостойкостью и стойкостью к окислителям. Естественно, что химики прежде всего обратились к классу фторсодержащих полимеров, известному своей непревзойденной стойкостью к химическим реагентам и высокой теплостойкостью, и, прежде всего к фторированным аналогам полистиролсульфо-кислоты. Был разработан способ получения поли-а,р,р -трифтор-стирола, его сульфирования и сшивания [1]. Оказалось, что такие катнонообменные мембраны резко превосходят по термо-и химической стойкости обычные мембраны и пригодны для использования их в водород-кислородных топливных элементах источников тока. [c.178]

Как и вся теория эластичных полимерных сеток, набухших в растворителях, уравнение (23) справедливо только при малых степенях сшивания. Для ионообменных смол, где количество сшивок очень велико, количественные расчеты по этому уравнению дают очень большие расхождения с опытом. Но на практике обычно достаточно оценить качественно направление изменений при варьировании того или иного параметра. [c.71]

Синтетические органические материалы могут весьма существенно отличаться густотой сетки, образованной углеводородными цепями полимерной молекулы. Эта пространственная сетка — результат введения соединений, образующих при синтезе поперечные мостики между длинными полимерными цепями. Одним из наиболее распространенных так называемых сшивающих компонентов полимерных ионообменных смол является ди-винилбензол. В зависимости от его процентного содержания (или, как говорят, процента сшивания ) ионообменные смолы могут больше или меньше набухать в воде, т. е. имеют различную сетчатую структуру. Естественно, что сильно сшитые смолы обладают. меньшей доступностью для крупных ионов и избирательно поглощают ионы меньших размеров. Органические ионы такими смолами поглощаются мало [1]. Мало сшитые смолы при набухании сильно увеличиваются в объеме и в просветы между полимерными углеводородными цепями их сетчатой структуры (матрицы) крупные органические ионы диффундируют относительно легко [2]. [c.39]

Если молекулярный вес полимера достигает очень большой величины посредством сшивания цепей или их удлинения, растворимость его во всех растворителях падает до нуля. Этот эффект можно видеть на примере трехмерных полимеров, таких, как фенолформальдегидные смолы, сшитые ионообменные смолы и, возможно, природный лигнин до его химической деструкции, разрушающей поперечные связи. [c.595]

Обменная емкость ионообменной смолы должна быть возможно более высокой во избежание необходимости применять слишком длинные колонки. Смолы различного происхождения обычно имеют сходную обменную емкость, близкую к максимально возможной для данного типа. Обменная емкость на единицу объема возрастает с увеличением степени поперечного сшивания например, смола с поперечной сшивкой 12% имеет емкость на 25% выше, чем смола с поперечной сшивкой 8% [5]. [c.144]

С целью возможности применения ионообменного разделения для больших молекул и ускорения скорости диффузии в смоле применяли катионообменную смолу с низкой степенью сшивания (дауэкс 50Ш-Х2). Окрашенные амиды количественно сорбируются на дауэксе 50W-X2 (Н+-форма) (200—400 меш) из вод-цо-органических растворов (80%-ного этилового или метилового спирта). Сорбированные соединения вымывают раствором соляной кислоты в водном этиловом или метиловом спирте. Влия- [c.299]

Прежде чем тот или иной метод анионообменной хроматографии получит широкое применение, должен быть рассмотрен ряд вопросов, таких, как стабильность функциональных групп смолы, поперечное сшивание смолы или стабильность матрицы полимера, воспроизводимость партий смолы. Потеря стабильности активного участка влияет на результаты хроматографического разделения двояким образом во-первых, уменьшение числа теоретических тарелок ионообменной колонки [95] приводит к изменению последовательности элюирования хроматографируемых зон во-вторых, продукты разложения смолы являются во многих случаях нингидрин-положительными, что приводит к нестабильной фоновой линии (так называемые химические помехи). Воспроизводимость смолы от партии к партии необходима для того, чтобы каждый разработанный и опубликованный хроматографический метод мог быть повторен без лишних усилий, а не стал достоянием отдельных исследователей. [c.20]

Определение коэффициента влагоемкости. Любое внешнее воздействие на ионообменный материал, приводящее к сшиванию или деструкции полимерной матрицы и уменьшению обменной емкости, сопровождается изменением содержания сорбированного растворителя в ионообменнике, который находится в состоянии предельного набухания. Количество сорбированного растворителя в ионите характеризуется коэффициентом влагоемкости (сольватации) — массой воды или органического растворителя, приходящейся на 1 г сухой смолы в состоянии предельного набухания. [c.12]

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]

В работе Гросса [5] описано получение S-этил-1-С -/-гомоци-стеина из йодистого этила-1- и 8-бензил-/-гомоцистеина. Исходное вещество (1,14 г), полученное из метионина через 8-бен-зил- /-гомоцистеин [6] и Ы-ацетил-5-бензил- /-гомоцистеин [7], восстанавливают металлическим натрием в жидком аммиаке, и образовавшийся меркаптид обрабатывают 0,63 г йодистого этила-ЬС Прибор для проведения реакции представляет собой модификацию прибора, о котором идет речь в примечании 2. Вещество, оставшееся после испарения аммиака, растворяют в воде, и полученный раствор подкисляют соляной кислотой до pH 1—2, затем этот раствор пропускают через колонку [8] (высота 2,5 м, диаметр 22 см), наполненную ионообменной смолой дауэкс-50 (степень сшивания 8%) с величиной зерен 200—400 меш. Фракции, содержащие продукт реакции, полученные при элюировании 2,5 н, соляной кислотой, объединяют и испаряют при пониженном давлении. Остаток растворяют в воде и с помощью раствора едкого натра создают среду с pH 6,2. Для очистки вещество сублимируют при температуре 180—200° и давлении 1 мм рт. ст. Выход 0,400 г (60%),[а]д + 23°, концентрация 1% в 2 н. растворе соляной кислоты. Методом бумажной хроматографии в системе бутиловый спирт — вода— уксусная кислота (10 5 2) или в системе третичный амиловый спирт — вода — пиридин (7 6 8) при температуре 22—25° на бумаге ватман № 4 показано, что вещество состоит из свободной аминокислоты и радиохимических примесей RjSi,61 и 0,61 соответственно. [c.218]

Степень сшивания смол полистирольного типа выражается в виде доли (в весовых процентах) дивинилбензола (ДВБ), присутствующего в реакционной смеси. Степень сшивания ионообменных смол, производимых фирмой Dow hemi al ompany , дается числом, которое ставится как номер после названия смолы. Например, ионообменная смола дауэкс 1-Х8 имеет степень сшивания 8%. Ионообменные смолы с степенью сшивания менее чем 4% и.меют нестойкую структуру и разрушаются под действием сдвиговых усилий текущей жидкости однако эффективный размер пор, проницаемость и их набухаемость в растворе очень высоки. В то же время смолы со степенью сшивания больше 12% характеризуются удовлетворительной структурной прочностью, но имеют очень малый эффективный размер пор, проницаемость и набухаемость. Массоперенос внутри таких смол происходит чрезвычайно медленно или вообше невозможен в случае больших молекул. Чаще всего используемые смолы имеют среднюю степень сшивания, т. е. 4—12%, наиболее распространены смолы, содержащие 8% ДВБ. [c.215]

Ионообменная смола, обычно используемая для хроматографического разделения аминокислот, пептидов и несложных родственных им соединений, содержащихся в физиологических жидкостях, представляет собой сополимер стирола и дивинил-бензола в виде шариков. Смола, как правило, характеризуется процентным содержанием дивинилбензола или степенью поперечной сшивки, образующей трехмерную ароматическую сетку необработанного полимера. Для получения катионо- или анионообменной смолы в этот продукт необходимо ввести дополнительные функциональные группы. Для получения сильнокислотного катионита проводят сульфирование избытком серной или хлор-сульфоновой кислоты в присутствии катализатора при этом на каждые десять ароматических колец вводится 8—10 сульфо-групп. Путем хлорметилирования (хлорметиловый эфир) гранул необработанного полимера в присутствии катализатора с последующей обработкой третичным амином (триметиламин) получают сильноосновный анионит, имеющий четвертичные атомы азота. При введении функциональных групп в полимер чрезвычайно важно контролировать побочные реакции. Можно ввести сульфоновые поперечные мостики в сильнокислотный катионит и получить более сильно сшитый продукт. Повышенное сшивание можно наблюдать при синтезе анионитов в том случае, когда хлор хлорметильной группы одного кольца и водород соседнего кольца сближены [87]. Поэтому важно, чтобы процесс полимеризации и введение функциональных групп тщательно контролировались на хроматографическую воспроизводимость. Как указывалось выше, функциональной группой катионообменных смол является —SOsNa (когда используются натрийцит-ратные буферы), а анионообменных смол—группа—М(СНз)зОН . [c.18]

Ранее было [34] показано, что при более высоких концентрациях полистиролсульфоната полианион оказывается негидра-тированным, так что у- ху+ . Вклад в у от полианиона конечен, но мал при более низких концентрациях, поэтому им можно пренебречь при анализе распределения ионов в ионообменных смолах с низкой степенью сшивания при более низких концентрациях полимера. [c.379]

Исключительно большие возможности открыло появление ионообменных смол для развития сорбционных методов извлечения антибиотиков и вообще ионов органических веществ. Наряду с указанными выше причинами решающее значение для сорбции антибиотиков играет возможность синтеза сильно набухающих ионитов, обладающих большой внутримолекулярной пористостью. Синтетические ионообменные смолы представляют собой трехмерные полимеры. Образование такого рода соединений состоит из стадии синтеза линейных полимеров и их сшивания с возникновением трехмерной макромолекулы. Введение определенного количества сшивающего агента (например, формальдегида при поликонденсации или дивинилбензола при полимеризации) приводит к образованию полимеров с определенной степенью пористостр , которая проявляется при погружении сорбента в воду или иной растворитель в виде эффекта набухания. Набухание ионообменных смол связано с наличхтем в молекуле полимера кислотно-основных и других гидрофильных групп. Гидрофильные свойства подобных соединений приводят к сольватации растворителя в результате проникновения молекул растворителя внутрь зерен смолы. Большое количество кислотных или основных функциональных групп, находящихся в ионите, вызывает их значительное набухание в водных растворах, результатом которого является большая внутримолекулярная пористость. Карбоксильные катиониты, например, обладающие большой емкостью, характеризуются и большими значениями коэффициентов набухания, а следовательно, и значительной пористостью. [c.8]

Среди различных задач, поставленных перед полимерами развитием современной техники, важнейшей является улучшение существующих и создание новых синтетических материалов с повышенной термической и химической стойкостью, морозоустойчивостью и оптимальным комплексом физико-механических свойств. Наилучшим образом эти свойства воплощают в себе тер.люреактивные полимеры. Они участвуют в создании термостойких конструкционных материалов, гер.метиков, клеев, лаков, ионообменных смол, термо-и морозостойких эластомеров и др. Сшитые структуры (в дальнейшем будем именовать их также полимерными сетками) часто создаются специально для придания полимеру определенного комплекса свойств (например, в процессах поликонденсации, полимеризации, вулканизации каучуков и т. д.).-Вместе с тем, они могут возникать и самопроизвольно, например, при тер.моокислптельной деструкции или при старении под действием атмосферных условий, УФ-, рентгеновского или у-облучения, потока электронов или нейтронов. В этих условиях наблюдаются одновременно протекающие процессы, деструкции и сшивания с образованием нерастворимого трехмерного продукта, что приводит к резко.му изменению физико-химических и механических свойств полимеров они теряют растворимость и плавкость, приобретают способность к набуханию, резко меняется вязкость расплава, удельная ударная вязкость, сопротивление изгибу, коэффициенты растяжения и сжатия, термо.механическое поведение и др. [c.104]

Набухаемость синтетических ионообменных смол в виде гелей зависит от степени сшивания при поглощении ионов объемное набухачие частиц смолы возрастает. По характеру пор синтетические ионообменные смолы относятся к классу гетерокапилляр-ных, а природные — к гомокапиллярным. [c.246]

Ионообменная смола представляет собой частицы, состоящие из эластичной углеводородной сетки, к которой присоединено множество ионизирующихся групп (обычно все эти группы одного типа). Смола нерастворима в воде и органических растворителях, хотя и может набухать в них. Благодаря наличию активных групп эти смолы могут обменивать ионы, находящиеся на их поверхности в качестве противоионов, на другие ионы, содержащиеся в растворе. Этот процесс известен уже много лет. Природные и синтетические цеолиты широко применяют для умягчения воды вследствие их способности извлекать ионы кальция и магния из жесткой воды и заменять их на ионы натрия. Эластические свойства смол позволяют им противостоять внутренним силам, возникающим вследствие осмотического давления гидратированных ионов, которое является результатом равновесия типа Гиббса—Доннана между внутренними частями зерен смолы и наружным раствором. Свободная энергия реакции обмена определяет изменение объема смолы. Поэтому степень сшивания смолы (чисто поперечных связей) непосредственно влияет на эффективность ее как ионообменника [6]. [c.159]

Смолы, на основе которых готовят катионо- и анио-нообменники, можно подразделить на микро- и макропористые. Больщинство первых работ было проведено с микропористыми ионообменными смолами. Они обладают структурой геля, содержащей значительное количество воды. Ионообменные смолы с небольшим количеством поперечных связей являются мягкими гелями и способны сильно набухать или давать усадку при переводе из одной ионной формы в другую. Микропористые по-листирольные смолы содержат около 8% ДВБ в исходной полимеризуемой смеси с целью создания требуемой степени сшивания. Гелеобразные смолы с высокой степенью сшивания обладают способностью отторгать крупные ионы, а диффузия ионов обычных размеров в объеме геля может оказаться медленнее, чем требуется. [c.18]

Райхенберг [147[ исследовал реакцию частичного сульфирования гранулированных сополимеров стирола с дивинилбензолом. Сополимеры с пониженным содержанием дивинилбензола сульфируются быстрее, чем сополимеры, содержащие большое количество дивинилбензола, что, по данным Райхенберга, обусловливается разными скоростями реакции, а не диффузии. При сульфировании в присутствии нитробензола удается получить частично сульфированные полимеры с неупорядоченным распределением сульфогрупп. Частично сульфированный полимер можно получить также путем десульфирования. При нагревании полностью сульфированного полимера с высокой степенью сшивания до 165° в течение 24 час в 36%-НОЙ соляной кислоте общее количество сульфогрупп можно уменьшить на 25%. Полимеры с высокой степенью сшивания десуль-фируются быстрее полимеров, сшитых в меньшей степени. Исследуя изменение свойств ионообменных смол в зависимости от степени сульфирования, Райхенберг установил, что селективность смол при обмене ионов калия на ионы натрия при 50%-ном насыщении изменяется соответственно степени гидратации сульфогрупп при разной степени сшивания. [c.253]

Ионообменные гели производятся из естественных или синтетических водорастворимых или сияьнокабухающих полимеров сшиванием. Вводя ионообменные группы в полимер, получают материал, поверхность которого имеет большие поры, чем у ионообменных смол. Они обладают высокой емкостью и низкой неспецифической адсорбцией, что крайне важно в биохимических исследованиях. [c.108]

С помощью ИК-спектроскопии исследовалось влияние растворенного в воде кислорода на процессы радиационно-химической деструкции анионита АВ-17 и катионита КУ-2. Анализ инфракрасных спектров облученных смол показал, что кроме разрушения ионообменных групп происходит интенсивная деструкция полимерного каркаса ионитов, о чем свидетельствовало изменение интенсивностей полос для различных типов замещения бензольного кольца в интервале волновых чисел 850—700 см . Изменение относительной интенсивности полос, характерных для о- и га-дизамещенных колец, а также для монозамещенных ароматических ядер, указывало на одновременное протекание процессов сшивания и деструкции [57]. При облучении ионитов в присутствии кислорода преобладал разрыв сшивающих звеньев, что подтверждалось характером ИК-спектров водорастворимых продуктов деструкции. Показано, что при содержании до 8% (масс.) кросс-агента в катионите КУ-2 и до 2% (масс.) в матрице АВ-17 спектр водной вытяжки облученных смол практически идентичен спектрам исходных сорбентов [58]. [c.13]

Ионогенные группы вводят либо в исходные мономеры в виде заместителей, либо модифицируют полученную смолу, например сульфируют. Большинство ионитов сильно набухает, но при этом не растворяется. Сильное сшивание матрицы ионита отрицательно сказывается на способности к набуханию и на подвижности про-тивоионов при этом продукт в значительной степени утрачивает ионообменные свойства [1]. Поэтому пoликoндeн aциto следует проводить так, чтобы степень сшивания линейных макромолекул не была слишком высока. [c.244]

Источник получения сульфированной полистирольной смолы является, по-видимому, несущественным, так как и хорошие [89], и плохие результаты были получены с партиями дауэкса-50, амберлита Ш-120, зеокарба 225 и, несомненно, с другими марками. Свойства смолы, определяющие ее поведение при аминокислотном анализе, можно расположить в следующий ряд по уменьшению важности возможных различий между отдельными партиями смолы размер частиц и его распределение, степень поперечного сшивания, форма частиц и ионообменная емкость. Эти свойства и их влияние в некоторой степени связаны между собой. Главная трудность состоит в том, что спецификация изготовителя может дать лишь весьма приблизительную характеристику свойств конкретной партии. В литературе приведены детальные инструкции по приготовлению подходящего материала с довольно малым [3, 4] или очень малым [5, 85, 96, 90] размером частиц из разных видов смол в связи с различными приемами анализа. Как подчеркнули Мур и его сотрудники, только непосредственное испытание партии смолы в колонке может дать достаточные сведения о ее пригодности. Несмотря на это, можно сформулировать некоторые правила выбора и предварительной обработки смол. [c.142]