Упруго-пластические свойства ионообменников на основе сшитых полиэлектролитов

Аннотация

В настоящей работе дилатометрически изучены упруго-пластические свойства сферических зерен промышленных слабокислотных и сильнокислотных ионитов в опытах с постоянным одноосным сжатием и последующей разгрузкой при комнатной температуре в зависимости от ионной формы и концентрации раствора электролита.

Показано, что ионная форма полиакрилата и полиметакрилата, сшитых, соответственно, диметакрилатом триэтиленгликоля и дивинилбензолом, и концентрация внешнего раствора влияют на их упруго-пластические свойства. В разбавленных растворах хлорида натрия и хлорида кальция гели проявляют упругие свойства с близкими относительными амплитудами деформирования. Амплитуда деформирования зерна полиметакрилата, сшитого дивинилбензолом, в Ni-форме в разбавленном растворе хлорида никеля оказалась значительно ниже, чем у Са-формы, со значительным вкладом пластической деформации. С увеличением концентрации внешнего раствора хлоридов кальция и никеля под действием механической нагрузки на зерно полиметакрилата, сшитого дивинилбензолом, уменьшалась общая деформация гранулы, а также величина упругой деформации, а остаточные (пластические) деформации увеличивались. В концентрированных растворах CaCl₂ и NiCl₂ такой ионит становился неупругим жестким материалом, для которого даже при повышенных механических нагрузках величина упругих деформаций сжатия очень невелика.

Для набухшего в воде сильнокислотного полистирольного катионита с привитыми сульфогруппами, сшитого дивинилбензолом, в К-форме также характерны упругие деформации, т.е. полимер находится в высокоэластическом состоянии. Однако полистирольная матрица более жесткая по сравнению с полиакриловыми и полиметакриловыми катионитами в форме иона щелочного металла, поэтому амплитуда деформирования существенно меньше. Для такого катионита в Са- и Ni- формах даже в концентрированных растворах преобладающими являются упругие деформации.