离子交换树脂简介(第四版20100224)

现状离子交换树脂具有交换选择吸附和催化等功能，在工业高纯水制备医药卫生冶金行业生物工程等领域都得到了广泛的应用近年来，离子交换树脂无论是从种类结构还是性能上都出现了很大的变化，其生产和应用也都得到了很大的发展。

我国自20世纪50年代以来开始生产和应用离子交换树脂经过半个多世纪的发展，国内常规离子交换树脂的制造和应用技术已经较为成熟，水平与国外相当离子交换树脂主要应用于电力食品医药电子和冶金等行业，随着锅炉给水饮用水和电子用水等对离子交换出水的纯度要求日益提高，促使常规的离子交换树脂生产和应用技术不断完善，同时催生了许多新型的生产工艺不断涌现，使得离子交换树脂产品升级和技术进步的步伐也日益加快国内树脂生产概况在我国，离子交换树脂的工业化历史已有五十余年随着其应用范围的不断拓展和技术要求的不断提高，国内离子交换树脂的产量不断增加品种不断丰富，其生产工艺和技术也不断进步国内离子交换树脂行业的生存现状国内离子交换树脂自上世纪50年代发展至今，已由早期的沸石、磺化煤发展到凝胶聚苯乙烯、聚丙烯酸(包括α-甲基丙烯酸)，直到大孔离子交换树脂和吸附树脂问世，在国内水处理及萃取、催化、提纯等应用领域起了重大作用。

其应用范围很广，遍布国民经济各个领域。

上世纪90年代前，国内离子交换树脂生产企业主要分布于江浙沪、山东、陕西、河北及辽宁地区，1985年至1998年这一时期，应该算是国内离子交换树脂行业快速发展的黄金期，从产品品种、产能及应用领域都取得了巨大的发展。

原本在国内经济转型的大趋势下，它应在国民经济结构大调整中发挥重大的关键作用，然而，国内离子交换树脂生产企业的生存环境并没有想象中那么理想，自1998年以来，行业发展甚至可以形容为极其混乱，乃至尸横遍野。

眼下，行业发展背景正处于极其尴尬而微妙的阶段，其主要背景为：1）持续多年的恶性低价竞争2）欧美西方发达国家转移化工污染源3）国际知名品牌以合资方式进入国内市场并最终达到建厂4）离子交换树脂的应用领域发生巨大变化5）国际市场资源整合后的产业垄断链已经形成应用领域1）水处理水处理领域离子交换树脂的需求量很大，约占离子交换树脂产量的90%，用于水中的各种阴阳离子的去除。

摘要纠错编辑摘要离子交换树脂常用于原水处理的有钠型阳离子交换树脂和阴离子交换树脂，全名称由分类名称、骨架（或基因）名称、基本名称构成。

根据树脂的酸碱性分，属酸性的在名称前加“阳”，强酸性阳离子树脂与NaCl作用，转变为钠型树脂使用，就叫做“钠型阳离子交换树脂”。

属碱性的在名称前加“阴”。

离子交换树脂-离子交换树脂离子交换树脂-正文一类带有功能基的网状结构的高分子化合物，加热不熔，也不溶解于任何介质，能同溶液里的离子起交换反应。

离子交换反应与无机化学的置换或复分解反应类似，如硫酸钠与硝酸钡的化学反应：所差异的只是，无机化学的复分解反应一般是均相反应，而在离子交换树脂上进行的反应是非均相反应。

最主要的离子交换反应有：①阳离子交换树脂的交换反应：R为高分子强酸基，如结构式a、b。

②阴离子交换树脂的交换反应：R为高分子强碱基，如结构式c。

简史离子交换树脂开始出现于1935年，当时，英国人B.A.亚当斯和E.L.霍姆斯发现，苯酚磺酸－甲醛逐步聚合物能够交换阳离子,其后,又发现间苯二胺与甲醛的聚合物具有交换阴离子的性能。

1939年德国法本公司和1941年美国的树脂产品和化学品公司先后开始工业生产，并分别以Wofatit和Amberlite作为商品名。

1944年美国人G.F.达莱利奥合成了苯乙烯系离子交换树脂。

第二次世界大战期间，在德国,Wofatit除用于水的精制外，还从人造丝工厂废液中回收铜氨，从照像废液中回收银。

在这期间，美国将离子交换树脂用于从贫铀矿中提取铀及用于核裂变生成物、超铀元素、稀土元素的分离。

战后，离子交换树脂的合成和应用进一步得到发展，在水纯化领域中，采用混合床脱盐法，制得了电阻率为1800万欧·厘米的高纯水。

50年代以后，开展了膜状离子交换树脂的研究,开辟了电化学的新领域。

60年代初期,为适应尖端科学的发展，又研制出耐压、耐磨、高交换速度、能交换或吸着高分子量化合物(如水里的腐植酸)的大孔离子交换树脂。

简述离子交换树脂种类特点及应用下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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离子交换树脂离子交换树脂(Ionexchangeresin，IER)是一类功能高分子材料，其作为药物载体具有多种优良特性，在药剂学中得到广泛应用。

目前其在控释、透皮给药、定位给药、速溶、离子导入透皮、鼻腔、局部给药和掩盖药物苦味等方面的应用都有很深入的研究，有些产品已经上市。

笔者就其近年来研究进展做一综述。

1掩盖药物的不良臭味药物制剂的味道是影响患者顺应性的一个重要因素。

IER为高分子聚合物，多含有可电离活化的基团，因此，可以与离子型药物交换和靠静电作用相互吸附，使药物进入IER骨架而掩盖不良臭味。

在pH值6.8的唾液中，嗅觉对树脂复合物中的药物不敏感。

药物进入树脂内部后，其不良臭味会大大减弱，而且口腔分泌的唾液量较少，离子浓度很低，口服给药时树脂颗粒在口腔中停留时间很短，药物还未来得及解吸附就已经进入胃中，因此，可以有效地掩盖药物的不良臭味，增加患者用药顺应性。

盐酸曲马多是含有氨基氮原子的镇痛药，具有较大的苦味，而一般又需口服给药，因此患者用药顺应性不佳。

宋韵梅等将盐酸曲马多制成含药树脂速释混悬剂，利用离子交换技术将主药与IER反应制成了树脂复合物混悬于液体介质中，口服该制剂后在口腔中仅作短暂停留，树脂不释放或很少释放药物，患者感觉不到苦味。

而在胃肠中含有丰富的钠、钾离子，因此，药物被迅速大量地释放出来，达到与普通片剂或胶囊剂相同的溶出效果。

Jane等用包衣的方法制备米那普仑药物树脂复合物，包衣膜阻止了药物在唾液中释放，当患者服用时感觉不到不适的气味。

带有胺基的阳离子聚合物Eudragit®E100做包衣膜，其膜在唾液中性介质中不溶，但是在胃内酸性环境中以盐的形式溶解。

约10μm厚的膜可阻止苦味药物在口腔中溶出。

包衣膜在胃内很快溶解释放活性成分。

但总的来说，低交联度的IER更适于掩盖药物不良嗅味。

2鼻腔给药用药物一树脂复合物通过鼻黏膜来传输肽类或者合成药物已进行了不少研究。

IER须对鼻黏膜有生物黏附性，药物以控速释放后通过鼻黏膜吸收。

离子交换树脂简介离子交换树脂，作为功能型高分子材料，是进行离子交换分离操作的物质基础。

离子交换树脂性能的好坏，对于分离效果的成败，起着关键性的作用。

离子交换树脂具有很多优点，如：吸附速度快、抗污染能力强、机械强度大、稳定性好以及可循环使用等。

目前已在化工、电力、水处理、冶金、食品、医药、和核工业等部门得到广泛的应用。

离子交换树脂是一种具有网状立体结构的高分子化合物，并且它不溶于酸、碱及有机溶剂。

其结构由不溶性三维空间网状骨架，连接在骨架上的功能基团和功能基团所带的相反电荷的可交换离子三部分组成。

功能基团是以化学键结合在大分子链（惰性骨架）上，功能基团所带的反电荷离子是以离子键与功能基团结合。

离子交换树脂是依靠功能基团解离出来的反离子和溶液中的离子之间的浓度差来进行交换。

另外，离子交换树脂上功能基对自由离子亲和力的不同也是推动它们交换的动力之一。

离子交换反应是可逆的，负载的树脂可以通过解吸附剂再生使树脂反复利用。

离子交换树脂有很多品种和制造厂家在国内外。

国外较著名的如美国Rohm & Hass 公司生产的Amberlite 系列、化学公司的Dowex 系列、法国国内制造厂家主要有上海树脂厂、晨光化工研究院树脂厂、南开大学化工厂、南京树脂厂等。

树脂的名称大多数由各制造厂家或所在国家自行规定。

国外一些产品用字母 A 代表阴离子树脂（A 为Anion 的第一个字母），C 代表阳离子树脂（C为cation 的第一个字母），如Amberlite 的IRA 和IRC 分别为阴离子交换树脂和阳离子交换树脂。

我国化工部规定（HG2-884-76），离子交换树脂的型号由三位阿拉伯数字组成。

第一位数字代表产品的分类：0 代表强酸性，1 代表弱酸性。

离子交换树脂是什么、保存方法、预处理、再生方法和用途用化学合成法将高分子共聚物制成的有机单体颗粒的离子交换剂，称为离子交换树脂。

离子交换树脂是由交联的结构骨架、以化学键结合在朵架上的固定离子基团和以离子键为固定基团以相反符号电荷结合的可交换离子。

离子交换树脂分类如下。

（1）按功能分：强酸性树脂其交换基团如磺酸基-SO3H。

强碱性树脂其交换基团如季铵基（I）型-CH2N （CH3）3OH；季铵基（Ⅱ）型-CH2N（CH3）2C2H4OH?OH。

弱酸性树脂其交换基团如伯胺基-CH2NH2；仲胺基-CH2NHR（R为烃基）；叔胺基-CH2NR2。

氧化还原树脂其交换基团如-CH2SH；Ar（OH）。

两性树脂其交换基团如-NR2；-COOH。

CH2COOH 鳌合树脂其交换基团如-CH2-N CH2COOH。

（2）按结构分：凝胶型和大孔型树脂。

（3）按聚合物的单体分：苯乙烯类；丙烯酸类；酚醛类；环氧类；乙烯基吡啶类；脲醛类和氯乙烯类等。

（4）按用途分：工业级；食品级；分析级；核子级；双层床用树脂；高流速混床用树脂；移动床用和覆盖过滤器用树脂等类。

树脂保存方法：离子交换树脂不能露天存放，存放处的温度为0-40°C，当存放处温度稍低于0°C时，应向包装袋内加入澄清的饱和食盐水、浸泡树脂。

此外，当存放处温度过高时，不但使树脂易于脱水，还会加速阴树脂的降解。

一旦树脂失水，使用时不能直接加水，可用澄清的饱和食盐水浸泡，然后再逐步加水稀释，洗去盐分，贮存期间应使其保持湿润。

树脂预处理：将准备装柱使用的新树脂，先用热水(清洁的自来水即可)反复清洗，阳离子交换树脂可用70-80°C的热水，阴离子交换树脂的耐热性能较差一些，可用50-60°C热水。

开始浸洗时，每隔约15分钟换水一次，浸洗时要不时搅动，换水4-5次后，可隔约30分钟换水一次，总共换水7-8次，浸洗至浸洗水不带褐色，泡沫很少时为止。

电厂化学水处理之离子交换树脂水中能电离的杂质可用离子交换法除掉，这种方法是用离子交换剂进行的。

离子交换剂包括天然沸石、人造铝硅酸钠、磺化煤和离子交换树脂等四类，其中离子交换树脂在水处理中应用得比较广泛。

因此，在讨论离子交换法前，先对离子交换树脂的结构和性质做一些介绍。

一、树脂的结构离子交换树脂是一种不溶于水的高分子化合物，外观上是一些直径为0.3~1.2毫米的淡黄色或咖啡色的小球。

微观上是一种立体网状结构的骨架；骨架上联结着交换基团，交换基团中含有能解离的离子，图13-5是一种离子交换树脂的结构示意图。

下面简单的介绍树脂网状结构的孔隙和交换基团。

图13-5 H 型离子交换树脂结构示意1．树脂孔隙。

树脂内部的网架形成树脂中许多类似毛细孔状的沟道，即树脂的孔隙。

实际上这些孔隙非常小，一般常用树脂的孔隙直径为20~40埃(1埃=10-8厘米)，而且同一颗粒内的孔隙也是不均匀的。

孔隙中充满着水分子，这些水分子也是树脂孔隙的一个组成部分。

水和交换基团解离下来的离子组成浓度很高的溶液，离子交换作用就是在这样溶液条件下进行的。

树脂孔隙的大小，对离子交换运动有很大影响，孔隙小不利于离子交换运动，以致半径大的离子不能进入树脂内，也就不能发生交换作用。

树脂网状骨架部分不溶于水，在交换反应时也是不变的，一般用英文树脂的第一个字母R 来表示不变的这一部分。

2．交换基团。

交换基团是由能解离的阳离子(或阴离子)和联结在骨架上的阴离子(或阳离子)组成。

例如，磺酸基交换基团—+-H SO 3，季胺基交换基团—-+OH )N(CH 33等，其中+H 或-OH 是能解离的并在反应中发生交换的离子；—-3SO 或—+)N(CH 3是联结在骨架上的离子，即R —-3SO 或R —N(CH 3)+，它们在反应中是不变的。

在书写某种离子交换树脂时，一般只写出树脂骨架符号R 和交换基团中能解离的离子本身符号，如RH 或ROH 等。

二、 树脂的分类离子交换树脂的分类，一般按交换基团能解离的离子种类分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。