Żywica jonowymienna jest rodzajem związku polimerowego o strukturze sieciowej z grupami aktywnymi. W swojej strukturze molekularnej jedną część stanowi szkielet matrycy żywicy, a drugą część stanowi grupa aktywna złożona z jonów stałych i jonów wymiennych.
Wybierając, wymieniając, adsorbując i katalizując reakcje, można usunąć składniki zakłócające, a składniki śladowe można wzbogacić w celu oczyszczenia wody, odsalania, odbarwiania, oddzielania, rafinacji i innych celów.
Obecnie żywice jonowymienne są szeroko stosowane w wielu dziedzinach, takich jak uzdatnianie wody, przemysł chemiczny, metalurgia, żywność, kaletnictwo i ultraczyste farmaceutyki.
Uzdatnianie wody
Przemysł uzdatniania wody jest jedną z dziedzin, w których wcześniej stosowano żywice jonowymienne, a zapotrzebowanie na żywice jonowymienne stanowi około 90% produkcji żywic jonowymiennych.
W uzdatnianiu wody żywice jonowymienne można stosować do zmiękczania i odsalania wody, a także do produkcji wody zmiękczonej, wody czystej i wody ultraczystej.
Na przykład powszechnie stosowany na co dzień centralny zmiękczacz wody wykorzystuje żywicę jonowymienną do usuwania jonów powodujących twardość, takich jak Ca2+ i Mg2+ z wody poprzez wymianę jonową, zmiękczając twardą wodę; Zmiękczanie konwencjonalnej wody przemysłowej i wody kotłowej osiąga się poprzez zastosowanie specyficznej wymiany żywicy kationowej w celu zastąpienia jonów wapnia i magnezu w jakości wody jonami sodu, osiągając w ten sposób cel, jakim jest uzdatnianie miękkiej wody; To samo dotyczy dodawania soli do zmywarki.
W oczyszczaniu ścieków reakcję wymiany pomiędzy jonami wymiennymi w żywicach jonowymiennych a jonami metali ciężkich w ściekach wykorzystuje się głównie w celu zmniejszenia stężenia metali ciężkich w ściekach, osiągając w ten sposób głębokie oczyszczenie.
Żywica kationowymienna ma zalety wysokiej wydajności oczyszczania i zdolności do odzyskiwania i wykorzystania wielu metali w oczyszczaniu ścieków.
Przemysł chemiczny
Żywicę jonowymienną można stosować nie tylko jako środek jonowymienne, ale także jako katalizator. Ma nie tylko doskonałą wydajność katalityczną, ale także wykazuje wyjątkową skuteczność katalityczną w pewnych sytuacjach.
W syntezie organicznej kwasy i zasady są powszechnie stosowane jako katalizatory estryfikacji, hydrolizy, wymiany estrów, hydratacji i innych reakcji. W porównaniu z nieorganicznymi kwasami i zasadami żywice jonowymienne łatwiej oddzielać, regenerować i ponownie wykorzystywać katalizatory i reagenty. Po zakończeniu reakcji nie ma potrzeby neutralizacji układu, a produkty często nie wymagają dalszego oczyszczania. Mają niską korozję, wysoką selektywność i mniej produktów ubocznych. Dlatego mogą w większym stopniu uprościć proces, obniżyć koszty sprzętu i koszty produkcji, osiągnąć ciągłość procesów, poprawić jakość produktu i wydajność, a także zmniejszyć lub nawet uniknąć zanieczyszczenia środowiska.
Produkcja eteru tert-butylowo-metylowego (MTBE) odbywa się poprzez zastosowanie żywicy jonowymiennej o dużych porach jako katalizatora, w wyniku reakcji izobutenu z etanolem, zastępując wcześniej przyjazny dla środowiska tetraetyloołów.
Przemysł spożywczy
W przemyśle spożywczym żywice jonowymienne można stosować nie tylko do produkcji specjalistycznego zaopatrzenia w wodę i oczyszczania ścieków, ale także do odsalania, odbarwiania, separacji, oczyszczania, katalizy i innych zastosowań w cukrze, glutaminianie sodu, alkoholu, napojach i innych zastosowaniach branże.
Cukier wymaga obróbki odbarwiającej w procesie produkcji i wytwarzania. Jednakże w roztworze cukru występuje wiele rodzajów pigmentów i złożonych struktur, z których większość występuje w postaci aniony organiczne lub jony obojnacze. Zastosowanie makroporowatych silnie alkalicznych żywic anionowych na bazie chloru może skutecznie odbarwiać, a w połączeniu można również stosować mocne kwasowe żywice jonowe dodatnie lub żywice anionowe typu +H.
