4、两性树脂:
两性树脂是同时含有酸、碱两种基团的离子交换树脂,相反电荷的活性基团可以在同一条分子链上,也可以在两条相接近的大分子链上。有强碱-弱酸型和弱酸-弱碱型。
两性树脂再生是当温度自25℃升至高85℃时,水的解离度增加,使H+和OHˉ的浓度增大30倍。可作为再生剂。
二、按基质结构分类:
合成疏水性离子交换树脂时,通过高分子化学加聚反应先合成基质,然后在基质上引入功能基团。若合成过程中加入致孔剂,可得大孔型离子交换树脂,否则为凝胶型离子交换树脂。
1、凝胶型离子交换树脂:
由苯乙烯或丙烯酸与交联剂二乙烯苯聚合而成。
(1)特点:
1)凝胶型树脂呈透明或半透明状,吸水后形成微细的孔隙。
均孔型树脂主要是凝胶型阴离子交换树脂,孔径均匀,交换容量大,机械强度高。
2)凝胶型树脂水化后处在溶胀状态,交联链之间的距离拉长,形成2~3nm空隙,称为微孔。当树脂失水或在非水体系中,分子链之间的空隙闭合,由于这种空隙是不稳定的、暂时的,称为“暂时孔”。因此,凝胶型树脂在干裂或非水体系中无交换能力,限制了应用。
3)凝胶型树脂在水中交换有机大分子比较困难,并且有机大分子被交换后不易洗脱,产生不可逆的“有机污染”,使树脂的交换能力大大降低。若降低树脂的交联度使空隙增大,虽然交换能力有所改善,但树脂的机械强度降低,易破碎。
(2)应用:
适用于无机小分子的分离。
2、大孔型离子交换树脂:
大孔型离子交换树脂的合成成功是离子交换技术最重要的发展之一。
大孔型离子交换树脂是由苯乙烯或丙烯酸与交联剂二乙烯苯聚合,在合成时加入惰性致孔剂形成大孔,再引入活性基团而制成。树脂内部的大孔孔径可达1000nm,此类空隙不因外界条件而变,称为“*孔”。由于大孔对光线的漫反射,从外观上看树脂呈不透明状。
(1)致孔剂:
大孔型树脂合成时,可通过致孔剂选择调整孔径大小和树脂的比表面积,以适应不同的分离要求。常用致孔剂有:
1)良溶剂(能与单体互溶):甲苯和CCl4。
2)不良溶剂:长链醇(碳4~10)和煤油。
3)高分子聚合物:聚苯乙烯和聚丙烯酸酯。
(2)特点:
1)交联度高,溶胀度小,理化稳定性好,机械强度高,不易破碎。
2)存在“*孔”,克服了凝胶型树脂由于溶胀产生的“暂时孔”现象,减少了凝胶型树脂在离子交换过程中的“有机污染”现象。
3)孔径和比表面积较大,交换速度较快,适合有机大分子交换。
4)大孔型树脂完全失水也能维持多孔结构,适合非水溶液交换。
5)再生容易。
6)对小分子的交换容量小,洗脱液用量多,成本高。
(3)凝胶型树脂与大孔型树脂的性能指标比较:
1)外观:
凝胶型树脂:透明或半透明
大孔型树脂:不透明
2)孔结构:
凝胶型树脂:凝胶孔
大孔型树脂:大孔和凝胶孔
3)孔径:
凝胶型树脂:<3nm
大孔型树脂:8~1000nm
4)比表面积:
凝胶型树脂:<0.1m2/g
大孔型树脂:25~100m2/g
5)孔隙度:
凝胶型树脂:0.01~0.02mL/mL
大孔型树脂:0.15~0.55mL/mL
6)交联度:
凝胶型树脂:2%~10%
大孔型树脂:15%~25%
(4)应用:
已应用于维生素B12、链霉素、四环素、土霉素、竹桃霉素、赤霉素和头孢菌素C等提取。