第8章离子交换树脂6.ppt

第六节 离子交换树脂,一、离子交换树脂的种类 离子交换树脂由三部分组成，即聚合物骨架、功能基和可交换离子。离子交换树脂有不同的分类方法，如按树脂的物理结构可分为微孔型(凝胶型)和大孔型；按聚合反应类型可分为加聚型如苯乙烯和丙烯酸-甲基丙烯酸体系树脂和缩聚型，如苯酚-间苯二胺和环氧氯丙烷体系树脂；按照制备高分子基体的原料可分苯乙烯体系树脂、丙烯酸-甲基丙烯酸体系树脂、苯酚-间苯二胺体系树脂、环氧氯丙烷体系树脂等；按功能可分为高选择性离子交换树脂、多孔性(指分子大小范围)离子交换树脂、螯合性离子交换树脂等。但一般是以功能基的特征进行分类的，如图6-2所示。,二、离子交换树脂的制备(1)强酸型阳离子交换树脂的合成 强酸型阳离子交换树脂是以-SO3H作离子交换基团的离子交换树脂，能够交换Na、Ca2等阳离子，有缩聚体系和苯乙烯体系两类，目前所有的工业制品都是苯乙烯体系的树脂。苯乙烯体系强酸型阳离子交换树脂：用苯乙烯和二乙烯基苯(DVB)于水中，使用悬浮稳定剂，搅拌聚合得到球状共聚物；然后用硫酸-氯磺酸等磺化剂进行磺化反应而制得。,缩合体系强酸型阳离子交换树脂：用硫酸磺化苯酚、使苯环上带有-SO3H基，然后再用甲醛与其发生缩合反应，具体反应如下：,(2)弱酸型阳离子交换树脂 其合成大部分以-COOH基作为离子交换基团，此外还有-PO(OH)2、-AsO(OH)2基的。具有-COOH基的弱酸型离子交换树脂几乎都是水解丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯与DVB的共聚物得到的，其反应如下：,(3)强碱型阴离子交换树脂 主要以NX基作为离子交换基团的树脂，按下式交换C1、SO42等阴离子：R4NOH+NaClR4NCl+NaOH 利用乙烯与二乙烯基苯共聚物小球引入强碱性有机胺基团即可制得强碱型离子交换树脂，反应式如下：,(4)弱碱型阴离子交换树脂 如上述强碱型离子交换树脂的合成方法，引入一些弱碱性基团即可制得弱碱型阴离子交换树脂。反应式如下：,(5)两性离子交换树脂 同一高分子骨架上，如苯乙烯-二乙烯基苯小球上，同时含有酸性基团和碱性基团的离子交换树脂，则称为两性离子交换树脂。离子交换树脂在工业生产上使用最普遍的是苯乙烯二乙烯基苯悬浮聚合得到的12mm的小球，这种小球经过磺化、氯甲基化、胺化后可得到不同性质的离子交换树脂。基本结构相同的离子交换树脂又有许多不同的牌号的产品，在此不再详述。,