非离子性吸附树脂简介

主要内容•1.非离子吸附树脂的概念•2.非离子吸附树脂的分类•3.树脂的吸附机理及影响因素•4.聚苯乙烯-二乙烯苯交联体吸附树脂简介•5.聚苯乙烯型非极性吸附树脂的应用一、非离子吸附树脂•非离子树脂是指在分子结构中不包含离子型基团的高分子树脂，也不包括含有配位原子、具有螯合功能的高分子。•主要应用于分析化学中的色谱分离，作为单体和固定相，以及环境保护中作为污染物吸附性富集材料。二、分类•根据极性大小可以分为非极性、弱极性、中极性、强极性吸附树脂。•根据聚合物骨架的类型来分，主要包括聚苯乙烯型、聚丙烯酸型以及其他树脂等。三、树脂的吸附机理及影响因素•吸附是二种物质相互作用，以吸引作用为主的一种自然现象。吸附作用主要来自分子间的范德华力、氢键力、配位键力和静电引力。物质化学性能和物理结构不同，其吸附作用也不同。吸附树脂表现出的吸附能力与其结构具有特定的对应关系。主要包括以下三个方面。①.化学组成与功能基团•化学组成与功能基团的影响对于非离子型吸附树脂来说主要的影响在于结构的极性。当吸附树脂的化学结构中不含极性基团时，其适合于从极性溶剂如水中吸附非极性有机物。当引入极性基团时，如引入氰基，将会使其转化成中等极性或强极性吸附树脂，适合于从非极性有机溶剂中吸附不同极性的物质。②.聚合物的链结构和超分子结构•聚合物的链结构包括主链结构、分支结构(分支的数目、长度及化学结构)及交联度等。聚合物超分子结构中与吸附性有关的因素还包括结晶度和取向度。•聚合物是否带有支链，及支链的比例是影响聚合物分子间力的重要因素。而聚合物的交联与否及交联程度影响着聚合物的溶解度、溶胀程度及机械强度，及溶胀后的网状结构的孔径。而溶胀程度和溶胀后的网状结构的孔径大小是树脂吸附量和吸附选择性的重要影响因素。③.吸附树脂的宏观结构•吸附树脂的宏观结构主要对吸附剂的吸附量、机械强度及吸附度等性能有影响。•吸附树脂的宏观结构对吸附过程产生的影响主要有两方面：一方面是树脂的有效吸附面积和表面性质,主要是热力学影响,影响吸附树脂的吸附量、选择性及稳定性。另一方面是孔径大小、孔的长度、孔径分布及树脂的外观形状等,主要是动力学影响,影响被吸附物的扩散过程和吸附速度,孔径大小决定被吸附物的范围和吸附速度,孔径分布直接影响选择性高低。四、聚苯乙烯-二乙烯苯交联体吸附树脂简介•聚苯乙烯类树脂是指苯乙烯预聚物和以苯乙烯为主要成分的共聚物。聚苯乙烯是最早工业化的塑料品种之一，是吸附树脂的主要骨架材料。1959年，美国的J.A.Oline发明了用悬浮聚合法制备苯乙烯和二乙烯苯共聚物为骨架的吸附材料。聚苯乙烯型吸附树脂的结构特点与性质•聚苯乙烯型吸附树脂是吸附型树脂中使用最多的聚合物骨架，80%以上的非离子吸附树脂的骨架是聚苯乙烯型树脂构成。在聚合物骨架中苯环为化学性质比较活泼的部分，通过适当的化学反应以引入极性不同的基团，甚至离子型基团，从而改变吸附树脂的极性特征和离子状态，制备不同用途的吸附树脂。其主要缺点在于机械强度不高、质硬且脆、抗冲击性及耐热性能较差。•其结构特点与性质主要包括以下几个方面：(1)树脂的微观结构•作为吸附树脂常需要一定的微观结构，所以要使用一定的交联剂交联成三维网状结构。苯乙烯与不同比例的二乙烯苯共聚可以得到几乎任意交联度的网状树脂。(2)树脂的宏观结构通过改变聚合方法和工艺条件，调节交联剂的使用量，可以分别得到。使用不同种类的成孔剂可以得到不同孔径大小、不同孔径分布、不同比表面积和不同孔隙率的吸附树脂。(3)树脂的极性特征树脂的极性的不同，有不同的选择性，且吸附的机理不同。比如，非极性吸附树脂的吸附机理主要是通过被吸附物质的疏水基与吸附剂的疏水表面相互作用产生吸附作用。强极性吸附树脂主要用于非极性溶剂中吸附极性较强的化合物。(4)被吸附物质的脱附过程聚苯乙烯型吸附树脂属于可逆性吸附剂，被吸附物质可以通过热脱附法及溶剂脱附法从吸附剂上脱除，以使吸附剂再生回收和收集被吸附物质。(5)吸附树脂的使用介质•聚苯乙烯型吸附树脂可以在溶胀条件下使用，溶胀剂需要根据树脂的结构和极性大小进行选择。•对于非极性吸附树脂，比较常用的溶胀剂为甲苯等具有芳香性结构的溶剂。随着树脂极性的增大，所用溶胀剂的极性也应当增大，除了考虑极性的要求之外，溶胀剂的选择还要根据被分离物质和溶剂沸点等其他因素综合考虑。•若树脂在非溶胀状态下使用，则其孔径大小和孔结构完全取决于树脂的物理状态和宏观结构。五、聚苯乙烯型非极性吸附树脂的应用•聚苯乙烯型非极性吸附树脂可以制成凝胶型、大孔型、大网状和米花型树脂。•其中大孔吸附树脂的孔径与比表面积都比较大，在树脂内部具有三维空间立体孔结构，具有物理化学稳定性高、比表面积大、吸附容量大、选择性好、吸附速度快、解吸条件温和、再生处理方便、使用周期长、宜于构成闭路循环、节省费用等诸多优点。大孔型吸附树脂的应用•大孔吸附树脂吸附技术最早用于废水处理、医药工业、化学工业、分析化学、临床检定和治疗等领域，近年来在我国已广泛用于中草药有效成分的提取、分离、纯化工作中。与中药制剂传统工艺比较，应用大孔吸附树脂技术所得提取物体积小、不吸潮、易制成外型美观的各种剂型，特别适用于颗粒剂、胶囊剂和片剂，改变了传统中药制剂的粗、黑、大现象，有利于中药制剂剂型的升级换代，促进了中药现代化研究的发展。谢谢