高效離子交換色譜儀疏水性離子交換介質(zhì)由基質(zhì)、活性基團(tuán)和可交換離子（反離子）組成，是一種與水親和力較小的合成樹脂，最常見的是由苯乙烯與交聯(lián)劑二乙烯苯反應(yīng)生成聚合物，在此結(jié)構(gòu)中再以共價鍵引入不同的電荷基團(tuán)制成的。

一、按引入電荷基團(tuán)的性質(zhì)分類：

1、陽離子交換樹脂：

陽離子交換樹脂的電荷基團(tuán)帶負(fù)電，反離子帶正電，可與溶液中的陽離子或帶正電荷化合物進(jìn)行交換反應(yīng)。

按電荷基團(tuán)酸性強(qiáng)弱可分為強(qiáng)酸性、弱酸性和中等酸性陽離子交換樹脂。

（1）強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂：

強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂一般是以磺酸基（－SO₃H）為活性基團(tuán)的離子交換樹脂。

含磺酸基的強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂是以苯乙烯為母體，以二乙烯苯為交聯(lián)劑共聚后再經(jīng)磺化引入磺酸基制成的。常用R－SO₃H表示，其中R表示樹脂的骨架。

1）特點(diǎn)：

強(qiáng)酸性樹脂化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、氧化劑和還原劑，不溶于酸、堿和常見的有機(jī)溶劑，耐熱超過100℃。

強(qiáng)酸性樹脂的電離率基本不受pH影響，離子交換作用的pH范圍寬。

樹脂使用一段時間后要進(jìn)行再生處理，即用化學(xué)藥品使樹脂的官能團(tuán)恢復(fù)到原來的狀態(tài)。強(qiáng)酸性樹脂是用強(qiáng)酸進(jìn)行再生處理，由于強(qiáng)酸性樹脂與H⁺結(jié)合力弱，再生為氫型比較困難且耗酸量較大，一般為該樹脂交換容量的3～5倍。

2）應(yīng)用：

主要用于軟水和無鹽水的制備。

在鏈霉素、卡那霉素、慶大霉素和賴氨酸等提取精制中應(yīng)用也較多。

（2）弱酸性陽離子交換樹脂：

弱酸性陽離子交換樹脂是含羧基（－COOH）和酚羥基（－C₆H₄OH）等弱酸性基團(tuán)的離子交換樹脂。其中以含羧基的離子交換樹脂應(yīng)用最廣。

1）特點(diǎn)：

弱酸性基團(tuán)的電離程度受溶液pH影響很大，在酸性溶液中幾乎不發(fā)生交換反應(yīng)，即只有在pH≥7的溶液中才有較好的交換能力，pH值越小，離子交換能力越小。

弱酸性樹脂和H⁺結(jié)合力很強(qiáng)，容易再生為氫型且耗酸量少。

2）應(yīng)用：

常用101×4樹脂分離提取鏈霉素、正定霉素、溶菌酶和尿激酶，用122樹脂進(jìn)行鏈霉素的脫色和從慶大霉素廢液中提取維生素B12等。

（3）中等酸性陽離子交換樹脂：

中等酸性陽離子交換樹脂是含磷酸基（－PO₃H₂）等活性基團(tuán)的離子交換樹脂。

2、陰離子交換樹脂：

陰離子交換樹脂是在基質(zhì)骨架上引入季胺基[－N（CH₃）₃]、叔胺基[－N（CH₃）₂]、仲胺基[－NHCH₃]和伯胺基[－NH₂]制成的。陰離子交換樹脂的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性能都不如陽離子交換樹脂。

按胺基堿性強(qiáng)弱可分為強(qiáng)堿性、弱堿性和中等堿性陰離子交換樹脂。

（1）強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂：

強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂是以季胺基為交換基團(tuán)的離子交換樹脂。

活性基團(tuán)有三甲胺基（－N（CH₃）₃）（Ⅰ型）和二甲基－β－羥基乙胺基 （－N（CH₃）₂（C₂H₄OH））（Ⅱ型），Ⅰ型比Ⅱ型堿性更強(qiáng)，應(yīng)用更廣泛。強(qiáng)堿性活性基團(tuán)的電離程度大，在酸性、中性甚至堿性介質(zhì)中都可以顯示離子交換功能。

1）特點(diǎn)：

強(qiáng)堿性樹脂的電離率基本不受pH影響，離子交換作用的pH范圍寬。

強(qiáng)堿性樹脂的氯型比羥型更穩(wěn)定，耐熱性更好，大多為氯型。

強(qiáng)堿性樹脂與OHˉ結(jié)合力比較弱，再生時耗堿量較大。

2）應(yīng)用：

常用201×4樹脂進(jìn)行卡那霉素、慶大霉素、巴龍霉素和新霉素的精制脫色，用201×7樹脂進(jìn)行無鹽水的制備等。

（2）弱堿性陰離子交換樹脂：

弱堿性陰離子交換樹脂是以叔胺基、仲胺基和伯胺基為交換基團(tuán)的離子交換樹脂。

1）特點(diǎn)：

弱堿性基團(tuán)在水中解離程度很小，僅在中性和酸性介質(zhì)中才顯示離子交換功能，即交換容量受溶液pH影響較大，pH值越小，離子交換能力越大。

弱堿性基團(tuán)與OHˉ結(jié)合力很強(qiáng)，易再生為羥型且耗堿量少。

2）應(yīng)用：

常用330樹脂分離頭孢菌素C，用于博來霉素和鏈霉素等精制。

（3）中等堿性陰離子交換樹脂：

中等堿性陰離子交換樹脂是既含強(qiáng)堿性基團(tuán)又含弱堿性基團(tuán)的離子交換樹脂。

3、螯合離子交換樹脂：

螯合離子交換樹脂含有具有螯合能力的基團(tuán)，可以形成離子鍵和配位鍵。

主要用于脫除金屬離子。

4、兩性樹脂：

兩性樹脂是同時含有酸、堿兩種基團(tuán)的離子交換樹脂，相反電荷的活性基團(tuán)可以在同一條分子鏈上，也可以在兩條相接近的大分子鏈上。有強(qiáng)堿－弱酸型和弱酸－弱堿型。

兩性樹脂再生是當(dāng)溫度自25℃升至高85℃時，水的解離度增加，使H⁺和OHˉ的濃度增大30倍。可作為再生劑。

二、按骨架結(jié)構(gòu)分類：

合成疏水性離子交換樹脂時，通過高分子化學(xué)加聚反應(yīng)先合成骨架，然后在骨架上引入功能基團(tuán)。若合成過程中加入致孔劑，可得大孔型離子交換樹脂，否則為凝膠型離子交換樹脂。

1、凝膠型離子交換樹脂：

（1）特點(diǎn)：

由苯乙烯或丙烯酸與交聯(lián)劑二乙烯苯聚合而成，透明，沒有毛細(xì)孔，吸水后形成微細(xì)的孔隙。

均孔型離子交換樹脂主要是凝膠型陰離子交換樹脂，孔徑均勻，交換容量大，機(jī)械強(qiáng)度高。

（2）應(yīng)用：

適用于無機(jī)小分子的分離。

2、大孔型離子交換樹脂：

（1）特點(diǎn)：

由苯乙烯或丙烯酸與交聯(lián)劑二乙烯苯聚合，在合成時加入惰性致孔劑形成大網(wǎng)孔，再引入活性基團(tuán)而制成。不透明，既有微孔又有大孔，吸附大分子，耐污染。

可通過致孔劑選擇調(diào)整孔徑大小和樹脂的比表面積，以適應(yīng)不同的分離要求。常用致孔劑：良溶劑（能與單體互溶）有甲苯和四氯化碳；不良溶劑有長鏈醇（碳4～10）和煤油；高分子聚合物有聚苯乙烯和聚丙烯酸酯。

（2）大孔型離子交換樹脂與凝膠型離子交換樹脂的比較：

1）大孔型樹脂交聯(lián)度高，具有較好的化學(xué)和物理穩(wěn)定性。

2）大孔型樹脂克服了凝膠型樹脂由于溶脹產(chǎn)生的“暫時孔”現(xiàn)象，減少了凝膠型樹脂在離子交換過程中的“有機(jī)污染”現(xiàn)象（大分子不易洗脫）。孔徑大，交換速度快，適合有機(jī)大分子交換。

3）大孔型樹脂完全失水也能維持多孔結(jié)構(gòu)，適合非水溶液交換。

   

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