除氟樹脂的分類和基本性質(zhì)

除氟樹脂的分類和基本性質(zhì)
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除氟樹脂的分類和基本性質(zhì)
離子交換樹脂是一種合成的有機(jī)高分子聚合物，是一種疏松的具有多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的惰性固體，不溶于水，也不溶于電解質(zhì)溶液。這種高聚物的主要特征是它帶有許多可以在溶液中電離的離子基團(tuán)-官能團(tuán)(例如磺酸基-SO3-H+，羧基-COO-H+，胺基R4N+X-等)，所以我們可以把樹脂看成一種高分子電解質(zhì)。

 

 

離子交換樹脂

　　這種離子交換樹脂，具有三維空間的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在網(wǎng)狀的骨架之間具有一定大小的空隙(“網(wǎng)眼”)，可以允許游離的離子自由運動，樹脂的可電離的離子基團(tuán)均勻地分布在這個網(wǎng)狀的空間內(nèi)。如果將樹脂浸泡在水溶液中，這些官能團(tuán)即開始電離，產(chǎn)生游離的離子在樹脂相內(nèi)形成一種類似高分子電解質(zhì)的“溶液”。此時，如果外來離子擴(kuò)散進(jìn)入樹脂相，置換了官能團(tuán)中離解的離子，離子交換反應(yīng)就發(fā)生了。例如帶有磺酸基官能團(tuán)的陽離子交換樹脂中陽離子交換反應(yīng)可以表示如下：R-SO3-H++M+R-SO3M+H+式中，M+代表介質(zhì)溶液中的一價陽離子；R代表惰性有機(jī)網(wǎng)狀骨架。

 

離子交換樹脂

　　外來離子M+自溶液中擴(kuò)散進(jìn)入樹脂相與樹脂中的官能團(tuán)(-SO3H)上的H+進(jìn)行交換，于是M+吸附在樹脂上而H+就離開樹脂相進(jìn)入溶液中，這就是所謂發(fā)生了離子交換，所以離子交換過程也可以看成是一個在樹脂上進(jìn)行的吸附和解吸過程。

　　目前有機(jī)離子交換樹脂已發(fā)展到數(shù)百種，一般說來，制備的比較好的樹脂應(yīng)基本是球形。用顯微鏡觀察可見到各種樹脂都有部分顆粒出現(xiàn)裂隙，但程度不同，有單個裂縫的球形顆粒不應(yīng)超過30%。盡管用于各種用途的有機(jī)離子交換樹脂種類繁多，但可以用不同的分類方法將其分類：根據(jù)樹脂所帶官能團(tuán)的性質(zhì)不同，可以分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂兩大類。

 

離子交換樹脂

　　陽離子交換樹脂所帶的活性基團(tuán)(官能團(tuán))都是一些酸性基團(tuán)， 例如：磺酸基(-SO3-H+)，羧基(-COO-H+)和酚基(-O-H+)等，他們在水溶液中可以不同程度地解離出H+。這類樹脂又可按官能團(tuán)解離出H+能力的強(qiáng)弱分為強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂(如-SO3H型)和弱酸性陽離子交換樹脂(如-COOH，-OH型)。陰離子交換樹脂所帶的官能團(tuán)都是一些堿性基團(tuán)(通常是一些有機(jī)胺)，它們在水溶液中可以不同程度地解離出可以被交換的陰離子。例如季胺R4NOH，叔胺R3NHOH等，這些基團(tuán)在水溶液中可以和溶液中的陰離子發(fā)生離子交換反應(yīng)：

　　R4NOH+X-R4NX+OH-式中，X-代表外來的一價無機(jī)陰離子。根據(jù)樹臘中官能團(tuán)的堿性強(qiáng)弱不同，又可分為強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂(如含季胺基R4N+Cl-官能團(tuán))和弱堿性陰離子交換樹脂(如含叔胺及仲胺官能團(tuán))。