年产800吨胺基树脂接枝磺酸树脂生产工艺研究(3)
1.1.1离子交换树脂的分类
根据离子交换树脂上功能基团性质的不同，离子交换树脂可分成两大类：1）阳离子交换树脂，可与溶液中阳离子进行交换反应，其中的阳离子包括氢离子及金属阳离子；2）阴离子交换树脂，可与溶液中的阴离子进行交换反应，其中的阴离子包括氢氧根离子及其它酸根离子等。因此，离子交换树脂现实意义上是一种不溶不熔的高分子酸或碱或盐。同时，与低分子酸、碱相同，根据它们反离子的解离程度的不同，离子交换树脂又可分为强酸型、强碱型、弱酸型、弱碱型[2]。
1.1.1.1强酸型阳离子交换树脂
如上是指在具有交联结构的高分子基体上带有磺酸根（-SO3-H+）的离子交换树脂。
如果R代表高分子基体，这种树脂就可以用R-SO3H进行表示，它在水溶液中解离如下：
其酸性相当于H2SO4、HCL等无机酸，它在碱、中性、甚至酸性介质中都显示离子交换功能。
其中，以苯乙烯-二乙烯苯共聚球体为基础的强酸型阳离子交换树脂，是用途最广且用量最大的一种离子交换树脂，它是由浓硫酸或发烟硫酸、氯磺酸等将 PS球体磺化制得[3]。
1.1.1.2弱酸型阳离子交换树脂
图1指含有羧酸基(-COOH)，酚基(-C6H4-OH)的离子交换树脂。其中，又以含羧酸基的弱酸型树脂用途最为广泛。含羧酸基的阳离子树脂与有机羧酸一样，在水中解离程度较弱，在10－5～10－7之间，所以显弱酸性，其解离如下：
它在接近中性、和碱性介质中才能解离而显示其离子交换功能。含羧酸基的弱酸型离子树脂通常是由甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸甲酯与二乙烯苯（DVB）悬浮聚合后水解制得[4]，或者用水解顺丁烯二酸酐与DVB、丙稀腈与DVB、丙烯酸乙酯与丙烯腈与DVB等的共聚物的方法[5，6]制得。
这种阳离子交换树脂具有较高的交换容量、容易再生、以及对二价金属离子具有较好选择性等重要特点。
1.1.1.3强碱型阴离子交换树脂
由季铵基为交换基团的离子交换树脂称强碱型阴离子交换树脂，这种树脂在水中的解离如下所示：
这种树脂的碱性较强，相当于一般季铵碱，它在酸、中性、甚至碱性介质中都显示其离子交换功能。
现多以苯乙烯－二乙烯苯共聚微球经过氯甲基化[7]再胺化[8，9]而制得常用的阴离子交换树脂。
当用三甲胺胺化时，得到的产物称为Ⅰ型强碱型阴离子交换树脂；用二甲基乙醇胺胺化时，得到的产物称为Ⅱ型强碱型阴离子交换树脂，两者的碱性都很强，可交换一般无机酸根阴离子，也可交换吸附入硅酸、醋酸一类的弱酸。
图2：I型强碱型阴离子交换树脂
图3：II型强碱型阴离子交换树脂
1.1.1.4弱碱型阴离子交换树脂
图4指以伯胺(－NH2）或仲胺(－NHR)、叔胺(－NR2)为交换基团的离子交换树脂。这种树脂在水中解离程度很小，呈弱碱性：
它只在中性及酸性介质中才显示其离子交换功能。
这种树脂碱性较弱，只能交换如盐酸、硫酸、硝酸一类的无机酸阴离子，而对如硅酸这样的弱酸则几乎不显示交换吸附能力。弱碱型阴离子交换树脂的特点为具有较高的交换容量和容易再生。
1.1.1.5螯合吸附树脂
螯合树脂是一类能与金属离子形成多配位络合物的交联功能高分子材料。在其功能基中存在着 O、N、P、As 等原子，这些原子能以一对孤对电子与金属离子形成配位键，构成与小分子螯合物相似的稳定结构。一些螯合树脂功能基的可解离部分还可像普通离子交换树脂一样与金属离子形成离子键。如带有亚胺二乙酸基的螯合树脂能与金属离子形成非常稳定的螯合结构： 。带有β-二酮基的螯合树脂 ，通过酮式与烯醇式结构的互变以 的形式与金属离子形成螯合结构：