анионообменные смолы

АНИОНООБМЕННЫЕ СМОЛЫ (полиоснования, смоляные аниониты)

сетчатые синтетич. полимеры, способные к обмену анионов при контакте с растворами электролитов. В полимерной матрице (каркасе) А. с. фиксированы положит. электрич. заряды, которые компенсируются подвижными анионами, участвующими в обмене. По степени диссоциации ионогенных групп А. с. делят на слабо (низко)-, средне (промежуточно)- и сильно (высоко)основные. Смолы первых двух типов содержат первичные, вторичные или (и) третичные аминогруппы, сильноосновные смолы — четвертичные аммониевые, пиридиниевые, фосфониевые или (и) третичные сульфониевые группы. По структуре различают микропористые, или гелевые, и макропористые А. с. Гелевые смолы м. б. гетеро- или изопористыми; в полимерном каркасе последних поперечные связи расположены относительно регулярно, что обусловливает их повыш. проницаемость, способность обратимо сорбировать крупные орг. ионы и стойкость к "отравлению" орг. веществами. Макропористые А.с. имеют губчатую (микрогетерогенную) структуру, пронизанную каналами с надмолекулярными размерами. Пористость таких А.с., сохраняющаяся и после их высушивания, обеспечивает высокую скорость обменных процессов (см. также макропористые ионообменные смолы).

Наиболее распространенный способ получения А.с.-хим. превращения сетчатых сополимеров, напр.: хлорметилирование и послед. аминирование сополимера стирола с дивинилбензолом; действие N-алкилированных алифатич. аминов на сополимеры метилакрилата с дивинилбензолом; алкилирование по атому N сополимера 2-винилпиридина с дивинилбензолом. Некоторые А. с. получают поликонденсацией (напр., меламина с формальдегидом или полиэтиленполиаминов с эпихлоргидрином и пиридином), а также сополимеризацией мономеров, содержащих функциональные группы (напр., винилпиридинов или аллиламинов), с диенами.

А.с. макропористой структуры получают введением при сополимеризации растворителей, не сольватирующих полимер, или веществ, не реагирующих с мономерами (напр., полистирола, октиловой кислоты), и их удалением из образовавшегося полимера. Сетку поперечных связей в изопористых А. с. создают после завершения полимеризации мономеров, образующих основу анионита.

А.с. — твердые зернистые продукты от серовато-белого до красновато-коричневого цвета. Размер зерен, которые могут иметь сферическую или неправильную форму, лежит в пределах 0,3–2,0 мм. Хим. и термич. стойкость А. с. ниже, чем у капшонообменных смол. В щелочной среде они подвергаются деструкции. Все А. с. горючи. Сродство смол к разл. анионам определяется их структурой и характером функц. групп. Например, для гелевой смолы с четвертичными аммониевыми группами оно увеличивается в ряду: F⁻, OH⁻, Cl⁻, NO₂⁻, CN⁻, Br⁻, NO₃⁻, HSO₄⁻, I⁻, SON⁻, ClO₄⁻, MoO_4-²⁻, CrO₄²⁻, SO₄²⁻, PO₄³⁻, AsO₄³⁻. Обменная емкость А. с. составляет 0,75–2,6 мг-экв/мл.

А. с. применяют при во до подготовке (обычно в сочетании с катионообменными смолами), для очистки сточных вод (в частности, от радиоактивных анионов), извлечения Ge, Re, Mo, U, Au, W и др. металлов в гидрометаллургии, удаления красящих веществ и др. примесей в гидролизном и сахарном производствах, получения ионитовых мембран, в ионообменной хроматографии, как катализаторы конденсации и гидролиза в орг. химии и др.

Мировое производство А. с. превышает 20 тыс. т/год (1980).

^{Лит.: Салдадзе К. М., Пашков А. Б., Титов B.C., Ионообменные высокомолекулярные соединения, М., 1960; Энциклопедия полимеров, т. 1, М., 1972, с. 161–70; Полянский Н. Г., Горбунов Г. В., Полянская Н. Л., Методы исследования ионитов, М., 1976; Ергожин Е. Е., Высокопроницаемые иониты, А.А., 1979; Иониты. Каталог, Черкассы, 1980; Иониты в химической технологии, под ред. Б. П. Никольского, П. Г. Романкова, Л., 1982.}

_{А. Б. Пашков}