❶ 各位大俠,請問大孔吸附樹脂和各種陰陽離子樹脂是什麼關系呢,,活化方法有什麼不同么謝謝
大孔吸附樹脂按形式一般分為極性與非極性。根據使用工況選擇物理孔吸附還是帶活性官能團吸附。活化的方法也多種多樣,有用有機溶劑也有用酸鹼處理的,具體要看你使用工況或吸附對象而定。比如像我公司生產的一些芳香族大孔吸附劑用於抗生素的吸附、食品飲料行業的脫色和凈化、也會用於蔬果汁脫除農殘,棒麴黴素,酚類物質等,也會有如非極性大孔吸附劑用於頭孢菌素,多酚,皂角苷,花青素,秋水仙鹼,紫杉醇,維生素E,鞣花單寧及多殺菌素的分離和提純等。
陰陽離子交換樹脂是骨架上帶有活性基團的。具體說明如下:
(1)按骨架材料分類
按合成離子交換樹脂骨架材料的不同,離子交換樹脂可分為苯乙烯系、丙烯酸系、酚醛系、環氧系等。
(2)按交換基團的性質分類
根據交換基團的性質不同,離子交換樹脂可分為兩大類:凡與溶液中陽離子進行交換反應的樹脂,稱為陽離子交換樹脂,陽離子交換樹脂可電離的反離子是氫離子及金屬離子;凡與溶液中的陰離子進行交換反應的樹脂,稱為陰離子交換樹脂,陰離子交換樹脂可電離的反離子是氫氧根離子和酸根離子。
離子交換樹脂同低分子酸鹼一樣,根據它們的電離度不同又可將陽離子交換樹脂分為強酸性陽樹脂和弱酸性陽樹脂;可將陰離子交換樹脂分為強鹼性陰樹脂和弱鹼性陰樹脂。表1中歸納了離子交換樹脂的類別。
表1 離子交換樹脂的類別
樹脂名稱 交換基團化學式 名稱 酸鹼性
陽離子交換樹脂 —SO3-H+ 磺酸基 強酸性
—COO-H+ 羧酸基 弱酸性
陰離子交換樹脂 —N+OH- 季銨基 強鹼性
—NH+OH- 叔胺基 弱鹼性
—NH2+OH- 仲胺基 弱鹼性
—NH3+OH- 伯胺基 弱鹼性
此外,還可以根據交換基團中反離子的不同,將離子交換樹脂冠以相應的名稱,例如:氫型陽樹脂、鈉型陽樹脂、氫氧型陰樹脂、氯型陰樹脂等。離子交換樹脂由鈉型轉變為氫型或由氯型轉變為氫氧型稱為樹脂的轉型。
(3)按離子交換樹脂的微孔型態分類
由於製造工藝的不同,離子交換樹脂內部形成不同的孔型結構。常見的產品有凝膠型樹脂和大孔型樹脂。
a)凝膠型樹脂。這種樹脂是均相高分子凝膠結構,所以統稱凝膠型離子交換樹脂。在它所形成的球體內部,由單體聚合成的鏈狀大分子在交聯劑的鏈接下,組成了空間結構。這種結構像排布錯亂的蜂巢,存在著縱橫交錯的「巷道」,離子交換基團就分布在巷道的各個部位。由巷道所構成的空隙,並非我們想像的毛細孔,而是化學結構中的空隙,所以稱為化學孔或凝膠孔。其孔徑的大小與樹脂的交聯度和膨脹程度有關,交聯度越大,孔徑就越小。當樹脂處於水合狀態時,水分子鏈舒伸,鏈間距離增大,凝膠孔就擴大;樹脂乾燥失水時,凝膠孔就縮小。反離子的性質、溶液的濃度及pH值的變化都會引起凝膠孔徑的改變。
凝膠孔的特點是孔徑極小,平均孔徑約1~2nm,而且大小不一,形狀不規則。它只能通過直徑很小的離子,直徑較大的分子通過時,則容易堵塞孔道而影響樹脂的交換能力。凝膠型樹脂的缺點是抗氧化性和機械強度較差,特別是陰樹脂易受有機物的污染。
b)大孔型樹脂。這種樹脂在製造過程中,由於加入了致孔劑,因而形成大量的毛細孔道,所以稱為大孔樹脂。在大孔樹脂的球體中,高分子的凝膠骨架被毛細孔道分割成非均相凝膠結構,它同時存在著凝膠孔和毛細孔。其中毛細孔的體積一般為0.5mL(孔)/g(樹脂)左右,孔徑在20~200nm以上,比表面積從幾m2/g到幾百m2/g。由於這樣的結構,大孔型樹脂可以使直徑較大的分子通行無阻,所以用它去除水中高分子有機物具有良好的效果。
大孔型樹脂由於孔隙占據一定的空間,骨架的實體部分就相對減少,離子交換基團含量也相應減少,所以交換能力比凝膠型樹脂低。大孔型樹脂的吸附能力強,與交換的離子結合較牢固,不容易充分恢復其交換能力。但大孔樹脂的抗氧化性能比較好,因為它的交聯度較大,大分子不易降解。再者,大孔樹脂具有較好的抗有機物污染性能,因為被樹脂截留的有機物,易於在再生操作中,從樹脂的孔眼中清除出去。
希望以上的回答能幫到你。
❷ 單寧膠粘劑是什麼
植物單寧與甲醛(或乙醛)在催化劑(酸或鹼及少量金屬離子)作用下,通過亞甲基橋與多聚黃酮類化合物分子中A環的反應位置鍵合,生成一種不溶性聚合物,聚合物與增強劑(苯酚、間苯二酚、酚醛或脲醛等)共聚,再加入填充劑(木粉、可可粉等),即可製成熱固性或冷固性單寧膠粘劑。它可以部分代替酚醛膠或苯酚—間苯二酚膠,用於室外級膠合板、刨花板、層積木和指接木的生產。
簡史
1918年姆克科伊(J.P.McCoy)提出單寧可作為酚醛縮合的一種成分的見解。1932~1942年摩根(G.J.Morgan)、菲利浦斯(R.Philips)等先後用單寧研製過各種模塑材料。1950年達爾頓(L.K.Dalton)用亞硫酸鹽處理黑荊樹單寧、桉樹皮單寧,以降低粘度,製成的樹脂優於脲醛樹脂。1957年普洛姆里伊(K.F.Plomley)和希利斯(W.R.Hillis)等人用黑荊樹單寧和紅樹皮單寧製成室外級膠合板用的膠粘劑。1961年安德森(A.B.Anderson)等人研製成刨花板用松樹皮單寧膠粘劑。1971年南非聯邦的博克瑟斯與舒克斯股份有限公司(Boxes&Shooks ltd.)取得黑荊樹單寧膠的專利權,並開始用於刨花板生產。1975年以來,賽阿伊門(H.M.Saayman)、皮茲(A.Pizzi)等先後對單寧膠的質量問題進行研究,提出不少改進方案,使單寧膠推廣應用取得很大成效。
中國在1949年以前,徐僖等人曾利用五倍子單寧製成熱塑材料。1976年湖南一家木材廠曾試用紅根栲膠作脲醛樹脂填充劑、酚醛樹脂促固劑和濕法纖維板的施膠劑。1977年張英伯等研製落葉松單寧膠並進行刨花板生產應用試驗,取得良好結果。
20世紀70~80年代,單寧膠特別是黑荊樹單寧膠代替酚醛膠已取得很大成就,南非聯邦生產船用膠合板、室外級刨花板、瓦楞紙板、指接木等已全部使用黑荊樹單寧膠。澳大利亞、紐西蘭、芬蘭、巴西、印度、馬來西亞等也大量使用單寧膠作木工膠粘劑。
性質
單寧膠以含縮合類單寧的栲膠為主要原料。縮合類單寧從化學結構上分間苯二酚型(如黑荊樹單寧、6745木單寧)和間苯三酚型(如落葉松單寧)單寧(見圖)。縮合類單寧由黃酮體化合物聚縮而成。黃酮體化合物包括黃烷-3-醇、黃烷-3,4-二醇和羥基芪。在兩個芳香核之間以碳直鏈相連。黃烷醇分子直鏈有三個碳(C6·C3·C6 型)。羥基芪的直鏈有兩個碳(C6·C2·C6 型)。黑荊樹單寧中主要的黃酮體化合物是(—)-菲瑟亭醇和(—)-刺槐亭醇,黑荊樹單寧由這類化合物聚縮而成聚合度不同的單寧,其分子量在600以上,平均分子量為1250。
單寧與甲醛作用時,通過亞甲基橋(—CH2—)與A環的反應活性基(4,6位或4,8位)鍵合生成聚合物,由不溶直至不熔,這是制膠的基本原理。
單寧膠的理化性質包括以下內容:
粘度
隨栲膠含固量、栲膠中高分子的樹膠量、膠的溫度、pH值等變化而改變。單寧膠主要缺點是粘度高,影響施膠。可通過化學處理,降低膠的含固量或添加粘度低的樹脂加以改進。
膠凝時間
不同單寧在不同pH值條件下反應活性差別較大。35%濃度的黑荊樹、紅樹和輻射松單寧,pH值6時的膠凝時間分別為56、13和3分鍾,說明單寧的反應速度輻射松>紅樹>黑荊樹。
甲醛用量
單寧所需的甲醛量很少。黑荊樹單寧需3~4%(作刨花板膠粘劑需6~8%),紅樹單寧需4%,輻射松單寧需6%的甲醛作交聯劑。
從性質上講,單寧膠應與合成樹脂性質相同。如粘度適中,生活力長,有足夠的陳化時間,膠合質量達到合成樹脂的標准等。
配方應用
單寧膠可分熱固(100℃以上固定)和冷固(20~30℃固定)兩類。
熱固膠配方
熱固又分室內和室外兩級。單寧代替苯酚製成的膠,主要用來製造室外級刨花板、膠合板、層積板、瓦楞紙板。冷固膠用於指接木和工藝品(如樂器等)製件的粘接。
膠合板用單寧膠的配方
①室內級膠。黑荊樹單寧(份重)100,水100,氫氧化鈉(1.15)、椰子殼粉(10~15)、多聚甲醛(10)。這種膠質量優於脲醛樹脂,但成本較高。②室外級膠。配方如下:
單寧膠
單寧—酚醛—甲醛樹脂100份(其中單寧50%)
麵粉(200目)
20份
木粉(200目)
5份
水 25份
甲醛(37%)2.5份
膠合條件
單板(松木)
單板含水 6~8%
施膠量 200克/立方米
加壓溫度 120℃
壓力 9.87×105帕
加壓時間 1分/毫米厚度
膠合板性質
木材破壞率(干)90~100%
濕強度(12小時煮沸)59.22×105~69.09×105帕(60~70千克/平方厘米)
木材破壞率(濕)40~70%
商品化的用於室外級的黑荊樹單寧膠,已有很大改進,單寧代替苯酚量已達90%左右,膠的質量符合要求。配方如下:
改性黑荊樹栲膠 36.4(份重)
脲醛加強劑 6.78
多聚甲醛 4.10
水 41.22
消泡劑 0.15
防霉劑 0.40
椰子殼粉 6.75
膠的粘度 0.23帕秒
pH 4.8~5.1(使用時)
生活力 5小時
刨花板用單寧膠(室外級)的配方 室外級膠配方如下:
黑荊樹栲膠 95.0(份重)
水 138.0
氫氧化鈉 1.6
增強樹脂 5.0(烘乾重)
多聚甲醛 15.0
膠的粘度(25℃)0.015~0.02帕秒
膠壓條件
溫度 160℃
壓力 13.82×105帕
樹脂固體(表層)14%(芯層)10%
板的質量
容重 700千克/立方厘米
質量 加壓浸泡厚度增加<12%,符合ASO115—1968要求
冷固膠配方
以單寧為原料製成具有高度活性的、交聯度高的冷固化膠粘劑是80年代才發展起來的。1978年皮茲(A.Pizzi)推薦一種快速冷固單寧膠。先取90份含固66.7%的黑荊樹栲膠,9.6份38%甲醛,30份甲醇和0.3份消泡劑,在室溫下混合。於76℃下加熱迴流10~15分鍾,在pH4.5時,保持迴流120分鍾,然後加30份99%的間苯二酚和30份水,將溫度降到62℃,再加2.4份25%氫氧化鈉溶液,混合物再迴流60分鍾,蒸出過量的甲醇,冷卻、貯存。
使用時,上述樹脂加16份96~97%粉狀多聚甲醛,7份椰子殼粉(200目),7份木粉(200目),1份工業滲潤劑,加適量水使粘度達到0.26~0.30帕秒。
用上述冷固單寧膠膠接木片,膠的乾燥剪切強度為5508.9千帕(799磅/平方英寸),木材破壞率100%。達到商用苯酚—間苯二酚—甲醛冷固膠的標准。
標准
單寧膠應符合酚醛膠(室外級)和脲醛膠(室內級)標准。用作膠合板標准可分A級(相當於72小時煮沸)、B級(6小時煮沸)、C級(抗熱水)和D級(抗冷水)。
趨勢
縮合類單寧(特別是黑荊樹單寧)能代替苯酚製成膠粘劑。膠的優點是:固化時間短、塗膠性能好、熱壓時間短、耐水性良好;膠的毒性小、無腐蝕作用;製造容易、成本低。這種膠已取得巨大成功,其使用價值和經濟效果已受到世界各國木材加工業的關注和重視。
由於世界性的石油產品成本增高,苯酚價格昂貴,而人造板用膠粘劑的量有增無減,因而促使人們從再生資源開發質優價廉的制膠材料(如單寧)。利用再生資源生產膠粘劑,對於石油資源缺乏、石化產品短缺而又需發展木材加工業的發展中國家有著重要意義。在開發利用中,對生長快、含量高、性能好、成本低的黑荊樹單寧應予高度重視。
中國需要大力發展人造板工業,與之相應的膠粘劑也要加快發展。因此,今後利用國內自然條件和加工能力,通過大力發展黑荊樹,每年提供大量黑荊樹單寧用來制膠,對人造板工業的發展將起到重要的保證作用。
❸ 植物單寧是什麼
樹皮、樹葉、木材和果殼等植物原料中所含的能鞣皮成革的物質。又稱單寧或植物鞣質。單寧能鞣皮成革的原因是:單寧分子具有較多的酚羥基,能與多肽形成多點結合;分子量500~3000,能進入膠原纖維的內部空間,在相鄰的多肽鏈間產生交聯結構。
植物單寧的組成很少相同。單寧的分子量較大,極性強,結構復雜,異構體多而其理化性質又相似,所以分離提純及結構鑒定十分困難。20世紀60年代以來,隨著色譜技術和波譜方法的廣泛應用,許多成分純一的單寧已被分離出來並確認出可靠的化學結構式。
單寧的分類
早期依據單寧在180~200℃受熱分解後的產物分為:焦性沒食子單寧(熱解產物含焦性沒食子酸);兒茶酚單寧(熱解產物含兒茶酚);混合類單寧(熱解產物同時含有上述兩種產物)。目前公認的分類是按化學結構特徵分為水解類單寧及縮合類單寧。
水解類單寧
沒食子酸或與沒食子酸有生源關系的酚羧酸和多元醇(主要是糖)結合形成的酯。又稱可水解單寧。根據水解類單寧內酚羧酸的不同,又將水解單寧分為沒食子單寧和鞣花單寧。
沒食子單寧
是多元醇與多個沒食子酸形成的脂。又稱桔單寧。沒食子單寧水解後產生沒食子酸(結構式如下圖),如五倍子單寧、土耳其桔子單寧、漆葉單寧、刺雲實單寧、五-O-沒食子醯-葡萄糖等。槭樹單寧和金縷梅單寧分子中含沒食子醯的個數太少,不具有鞣製能力,並不是真正的單寧。
五倍子單寧含於五倍子內,為中國特產。國際上稱為中國棓子單寧。平均由一個分子葡萄糖與8~9個沒食子酸結合成酯。五倍子單寧(結構式右上)可被分離為許多化學結構明確的、不同的多沒食子醯葡萄糖。每個多沒食子醯葡萄糖分子內的沒食子醯基個數自5個到12個以上,多數為7到11個,均以β-1,2,3,4,6-五-O-沒食子醯-D-葡萄糖分子為核心,在核心的2、3或4位上的沒食子醯基以縮酚酸的形式與更多的沒食子醯相連接,但連接的位置與個數各不相同。
土耳其棓子單寧含於染色櫟桔子內,也是多沒食子醯葡萄糖的混合物,平均由一個分子葡萄糖與5~6個沒食子酸結合成酯。每個分子內的沒食子醯基個數自3到9不等,多數為5到6個。分子結構式的核心部分有兩種類型:一種以β-1,2,3,6-四-O-沒食子醯葡萄糖為核心;另一種以β-1,2,3,4,6-五-O-沒食子醯葡萄糖為核心。其餘的沒食子醯基以縮酚酸的形式與核心相連,但位置及個數各不相同。
刺雲實單寧含於刺雲實的豆莢內,是沒食子酸與奎尼酸形成的酯,在3位上有縮酚酸鏈(結構式如下)。
鞣花單寧
由六羥基聯苯二酸或其他與沒食子酸有生源關系的多元酚羧酸與多元醇(主要是葡萄糖)結合成的酯。水解後產生多元醇和酚羧酸如鞣花酸、詞子酸、雲實素羧酸、橡碗酸二內酯、碗刺酸三內酯、黃桔酮酸、棓鞣花酸等(結構式如下)。鞣花單寧的種類繁多,製革業常用的鞣花單寧來自橡碗、栗木、訶子等。
橡碗單寧主要由栗木鞣花素、甜栗鞣花素、栗碗寧酸、甜栗碗寧酸、橡碗鞣花素酸、異橡碗鞣花素酸及甜栗素等組成。栗木單寧及櫟木單寧主要由栗木素、甜栗素、栗木鞣花素、甜栗鞣花素組成(結構式如下)。訶子單寧主要由訶黎勒酸、訶黎勒鞣花酸、訶子素、鞣料雲實素及幾種多沒食子醯葡萄糖組成。
縮合類單寧
具有鞣製能力的多聚原花色素。原花色素是植物體內的一種在酸/醇作用下能產生花色素的天然有機物。原花色素分子內芳香環之間通過C—C鏈相連,在水溶液中用酸處理時縮合成為不溶於水的沉澱。
多聚原花色素分子的組成單元是黃烷醇。黃烷醇具有C6·C3·C6型結構,即兩個芳香環A、B之間以3個脂族碳原子相連。根據A、B環上羥基取代情況的不同而有不同的名稱,例如C-7上有OH的(間苯二酚型A環)原花色素有原菲瑟啶、原刺槐啶等,C-5、C-7位上有OH(間苯三酚型A環)的原花色素有原花青啶、原翠雀啶等。在酸/醇作用下,原菲瑟啶、原刺槐啶、原花青啶及原翠雀啶產生的花色素分別是菲瑟啶、刺槐啶、花青啶及翠雀啶(結構式如上圖)。混合型的原花色素如原花青啶—原翠雀啶則產生花青啶與翠雀啶。
多聚原花色素是復雜的混合物,多聚體的分子結構特徵源於:組成單元的羥基取代和雜環構型不同,組成單元的連接位置、組合順序及個數不同。這些聚合度不同結構上十分相似的多聚原花色素共存在一起,極難分離為結構式單一的純體。
木單寧主要組分是多聚原菲瑟啶,平均分子量為1780,相當於六聚體。黑荊樹皮單寧由多聚原刺槐啶及少量原菲瑟啶組成,平均分子量1250,相當於四聚體(結構式如下),具支鏈型聚合物結構。落葉松樹皮、木麻黃樹皮、山槐樹皮內的單寧為多聚原花青啶(結構式如下),毛楊梅樹皮單寧為多聚原翠雀啶,部分組成單元內連有沒食子醯基。槲樹皮及油柑樹皮單寧由原翠雀啶與原花青啶組成,部分組成單元內也連有沒食子醯基。
理化性質
單寧通常為非晶形固體,溶於水,也溶於或部分溶於丙酮、甲醇、乙醇、乙酸乙酯。不溶於乙醚、石油醚、氯仿、二硫化碳、苯等溶劑。單寧味苦澀,有收斂性。水溶液呈弱酸性,在鹼性溶液中易氧化,使顏色變深。與明膠、生物鹼產生沉澱。遇三價鐵離子顯藍色或綠色。單寧在膠體溶液內以膠團形式存在。單寧膠粒帶負電,有負的動電電位。向栲膠溶液中加入食鹽,一部分單寧聚集而被鹽析出,用分級鹽析法可將大小不同的單寧分開。
水解類單寧在酸、鹼、酶作用下,容易水解。五倍子單寧與橡碗單寧在水溶液中,甚至在常溫條件下發生水解,前者產生沒食子酸,後者產生鞣花酸(黃粉)。縮合類單寧在水溶液中不被水解,在酸性溶液中縮合產生紅粉。在酸—醇溶液內能被降解,在有硫醇或間苯三酚等親核試劑存在的條件下,多聚原花色素分子中的延伸單元形成硫醚或間苯三酚的加成物,終端單元則被游離出來。這是縮合單寧最重要的化學反應。
在鹼性或有氧化酶存在條件下,單寧氧化很快。如單寧溶液pH值在2.5以下,溶液中有亞硫酸氫鈉或二氧化硫存在時,單寧的氧化停止。
在鞣製過程中,單寧的酚羥基與膠原的肽基間通過多點氫鍵結合、產生交聯而使生皮成革。
單寧為多基配位體,能與多種金屬絡合,在鋼板表面產生單寧絡合物薄膜,抑制金屬腐蝕,有時作為防蝕防銹劑的配方材料。
縮合類單寧與亞硫酸鹽的反應有重要的實用意義,可使單寧的水溶性增加,粘度降低,顏色淺化。亞硫酸氫鈉與具有間苯二酚型A環的單寧(如黑荊樹皮單寧)反應時,磺酸鹽根進入被打開了雜環的C2碳原子上。與具有間苯三酚型A環的單寧(如松樹皮單寧)反應時,單寧局部降解,磺酸鹽根進入雜環C4位碳原子上。
縮合類單寧與甲醛—鹽酸共沸後產生沉澱,而水解類單寧則不生沉澱。縮合類單寧分子內的間苯二酚或間苯三酚型的A環具有活潑的親核中心,在酸或鹼的催化下,A環的第6或8位碳原子通過甲醛產生的亞甲基橋將單寧分子交聯在一起。
在栲膠生產或生皮鞣製過程中,栲膠溶液長期靜置接觸空氣,導致單寧陳化變質,溶液聚集穩定性降低,單寧微粒增大,鹽析度增加,顏色逐漸加深。
❹ 為什麼經樹脂整理的織物具有新的性能
如果你是個有心人,在百貨大樓的服裝櫃台上,或者布料櫃台上都會見到有的服裝和布料上都醒目地寫著,「防縮」、「防皺」、「免燙」、「防污染」等字樣。這些服裝和衣料寫上上面的文字,並不是為了招徠顧客而是向顧客介紹此種服裝和布料不是一般的服裝和布料,它們具有特殊性能。服裝和布料為什麼具有「防縮」、「防皺」等優異性能呢?這得感謝化學工作者,他們創造出來的樹脂整理技術,使織物錦上添花。我們所說的樹脂整理織物,說穿了就是在織物上加上一層防護塗層。「的確良」衣料具有清爽挺括的的優點,但它也有弱點,不吸濕,因此用來做內衣,穿起來令人不舒服。棉布做的衣服穿著舒服,但它愛起皺、不挺括,缺乏彈性,又令人感到遺憾。能否把「的確良」的長處和棉織物的長處結合在一起呢?化學工作者採用的樹脂整理技術就可以做到這一點。他們把棉布和一種合成樹脂進行處理,用化學專門語言就是「化學交聯」,就可以得到一種可以保持良好的穿著舒適性,又具有不起皺、挺括、滑爽等特性的織物。其實,樹脂整理的技術,早在晉朝時,我國勞動人民就已應用。如廣東的特產香雲紗就是利用單寧質的塊莖植物薯莨對廣綾綢加工製成的。用現代化學來解釋,薯莨液汁塗在纖維表面,同空氣中的氧結合,薯莨液汁中的單寧膠變成一薄層紅棕色膜,再塗上含鐵的河泥,單寧就會和鐵發生化學反應,變成藍黑烏亮的單寧酸鐵,而背面仍舊呈紅棕色。由於織物表面增添了這樣一層膠膜,穿在身上就感到輕快而又滑爽。隨著科學技術的發展,化學工作者不斷地增加新的樹脂品種,各種新型的防水、防縮、防皺、防油、防霉、防電磁輻射等具有特種用途的織物不斷出現,廣泛地應用在登山、采礦和軍事等領域,發揮著獨特的作用。