Іонообмінні смоли представляють собою тверді полімери. нерозчинні, обмежено набухають в розчинах електролітів і органічних розчинниках. Вони здатні до іонного обміну в водних і водноорганіческіх розчинах.
Іонообмінні смоли отримують шляхом полімеризації або поліконденсації.
Іонообмінні смоли відносяться до наступних класів:
- Катіоннообменние смоли (катіоніти) - містять кислотні групи
- Аніонообмінні смоли (аніоніти) - містять основні групи
- Амфотерні іонообмінні смоли - містять одночасно і кислотні, і основні групи
- Селективні іонообмінні смоли - містять комплексообразующие групи
- Окислювально-відновні смоли - містять функціональні групи, здатні до зміни зарядів іонів
Крім того, іонообмінні смоли можуть містити групи різних класів, ставлячись до поліфункціональним смолам.
За структурою матриці іонообмінні смоли діляться на:
- гелеві - мікропори мають молекулярні розміри. Вони являють собою гомогенні поперечносвязанние полімери. Фіксовані іони рівномірно розподілені по всьому об'єму полімеру. Гелеві іонообмінні смоли мають високу обмінної ємністю, проте характеризуються невисокою швидкістю обміну
- макропористі - розміри пір смоли мають розміри в десятки нанометрів. Мають фіксовану систему пір і каналів, яка визначається умовами синтезу. Обмінна ємність таких смол менше, ніж гелевих при високій швидкості обміну
Методи отримання іонообмінних смол
Як правило, іонообмінні смоли отримують методами полімеризації або полимераналогичних перетворень.
Для отримання іонообмінних смол методом полімеризації використовують мономери, що містять йоногенних групи. У разі полимераналогичних перетворень йоногенних групи вводяться в інертний полімер.
Можливий синтез іонообмінних смол способом поліконденсації, однак ці іонообмінні смоли мають менш однорідну структуру, меншу осмотичну стабільність і хімічну стійкість.
Найчастіше використовуються сітчасті полімери. Їх отримують суспензійний полімеризації стиролу. похідних акрилової кислоти. вінілпіридину з диенами.
Іонообмінні смоли в основному застосовуються:
- для пом'якшення і знесолення води в теплоенергетиці та інших галузях;
- для поділу та виділення кольорових і рідкісних металів в гідрометалургії;
- при очищенні зворотних і стічних вод;
- для регенерації відходів гальванотехніки і металообробки;
- для розділення і очищення різних речовин у хімічній промисловості;
- в якості каталізатора для органічного синтезу.
Іонообмінні смоли використовуються в котельнях, теплоелектростанціях, атомних станціях, харчової промисловості (при виробництві цукру, алкогольних, слабоалкогольних та інших напоїв, пива, бутильованої води), фармацевтичної промисловості та інших галузях.