Cтраница 2
Не владея еще методом непосредственного определения размеров макромолекулярной пористости ионообменных смол, для оценки степени проницаемости смолы мы вынуждены пользоваться косвенными характеристиками. Последние сводятся к определению скорости установления сорбционного равновесия для ионов различной величины или к определению степени набухаемости смолы. [16]
Иониты синтезируют методом поликонденсации и полимеризации. Наиболее удобными в работе оказались иониты, полученные на основе сополимеризации стирола и дивинилбензола. От количества дивинилбензола ( мостикообразующего мономера) зависит степень набухаемости ионита. [17]
При реакциях ионного обмена, протекающих за счет разности химических потенциалов в фазе ионита и в растворе электролита, по достижении в системе минимума свободной энергии устанавливается равновесное состояние. В соответствии с теорией мембранного равновесия Доннана [38], противоионы ионита стремятся диффундировать в раствор, что нарушает электронейтральность ионита и ведет к поглощению эквивалентного количества ионов того же знака заряда из раствора. На равновесное распределение ионов между раствором и ионитом значительное влияние оказывают природа последнего, величина сшивки ( степень набухаемости), концентрация раствора, природа растворителя, рН среды, свойства обменивающихся ионов и другие факторы. Поэтому при теоретических и экспериментальных исследованиях ионообменных процессов значительные затруднения вызывает учет совокупности всех параметров, влияющих на ионный обмен. [18]
Успех разделения ионов в большой степени зависит от выбора адсорбента. Адсорбент должен обладать некоторыми специфическими качествами: содержать ионы, способные к обмену на ионы, присутствующие в растворе, и не вступать ни в какие другие реакции, кроме ионного обмена. При подборе адсорбента необходимо знать его емкость, устойчивость к окислению азотной кислотой, растворимость в воде и кислоте, устойчивость к нагреванию, степень набухаемости в результате присоединения ионов и сжатия при обратном переходе в исходную форму. [19]
Их получают с высоким выходом ( 80 %) в присутствии радикальных инициаторов или путем термической сополимеризации. Для синтеза таких сополимеров составы мономерных смесей широко варьировались. При содержании в смеси 50 - 75 мол. В этом случае степень набухаемости ( а) сополимеров в ацетоне не превышает 100 мае. Наибольшей обменной емкостью обладают сополимеры, содержащие 14 - 16 % серы. Так, сополимер с 16 % серы сорбирует золото из 42 % - ного солянокислого раствора на 98 2 %, а его полная обменная емкость составляет 112 5 мг / г ( известный сорбент АП-2 на основе стиролдив. [20]
Селективность всех существующих ионитовых мембран отклоняется от селективности и других свойств идеальной ( совершенной) ионообменной мембраны. Установлено, что гомогенные ионитовые мембраны, как правило, имеют более высокую селективную ионопроницаемость, чем гетерогенные мембраны. Чем выше обменная емкость ионита, из которого изготовлена мембрана, тем выше степень селективности мембраны. Улучшению селективности ионитовой мембраны способствует уменьшение степени набухаемости мембраны в растворе электролита. При уменьшении степени набухаемости материала мембраны возрастает число переноса ионов натрия через катионитовые мембраны. Поэтому совершенствование катионитовых мембран, применяемых для хлорных электролизеров, должно идти по пути резкого снижения их набухаемости. [21]
На проницаемость покрытий влияет также способ их отверждения. При образовании поперечных связей между молекулами снижается гибкость цепных молекул, что способствует уменьшению проницаемости полимера. Известно, что пространственно-структурированные полимеры с частыми поперечными связями характеризуются низкой водо - и газопроницаемостью. От структурной пористости, а также от присутствия в полимере гидрофильных групп ( карбоксильных, гидроксильных, эфирных), сорбирующих влагу, зависит степень набухаемости полимерного материала. При высокой сорбционной способности полимерная пленка прочно удерживает влагу, тем самым ограничивает ее доступ к металлической поверхности. Истинные поры, образующиеся в лакокрасочном покрытии после улетучивания растворителей, служат каналами, по которым к металлической поверхности могут проникать вещества, вызывающие ее коррозию - кислород, влага, ионы и молекулы электролитов. Суммарный эффект от работы пор обоего рода определяет влаго - и газопроницаемость полимерного материала. [22]
Селективность всех существующих ионитовых мембран отклоняется от селективности и других свойств идеальной ( совершенной) ионообменной мембраны. Установлено, что гомогенные ионитовые мембраны, как правило, имеют более высокую селективную ионопроницаемость, чем гетерогенные мембраны. Чем выше обменная емкость ионита, из которого изготовлена мембрана, тем выше степень селективности мембраны. Улучшению селективности ионитовой мембраны способствует уменьшение степени набухаемости мембраны в растворе электролита. При уменьшении степени набухаемости материала мембраны возрастает число переноса ионов натрия через катионитовые мембраны. Поэтому совершенствование катионитовых мембран, применяемых для хлорных электролизеров, должно идти по пути резкого снижения их набухаемости. [23]
Решение этой проблемы нельзя рассматривать, не затрагивая вопроса относительно методики испытания качества ионообменных сорбентов. Даже такая общераспространенная характеристика, как емкость сорбента, определяется условно и не пригодна для оценки слабокислотных сорбентов или сорбентов, содержащих различные кислотные группы. Несравнимо более объективной оценкой ионообменных свойств смолы являются результаты ее потенциометрического титрования. Но и эти результаты были бы значительно более полезными, если бы график поведения смолы характеризовался координатами поглотительная способность - величина РН. Слабокислотные сорбенты по аналогии с сильнокислыми характеризуются степенью набухаемости в воде, несмотря на то, что на-бухаемость смол, содержащих слабокислотные группы, в щелочных средах намного превышает набухаемость в воде. [24]