摘要
吸附树脂其主要特征大体与交换树脂相似，大多数以苯乙烯一二乙烯苯共聚物或甲基丙烯酸醋与适当非芳香族物交联而成，呈颗粒状，物理化学性能主要包括:空间结构和功能基性能。因此，除具有耐热、耐酸碱、耐氧化、耐渗极性树脂也是具有特殊吸附性能的交换树脂。吸附树脂的粒径对于物质的分离纯化非常重要。细颗粒有更大的表面积,能提供更高的理论塔板数,以满足医药工业特别是天然产物的分离要求。本文论述了有关吸附树脂的研究与开发状况,对吸附树脂的物理化学性质进行了简单的介绍,同时,着眼于当今时代发展的需求,分析并简要陈述了吸附树脂在天然产物分离,药物提取,水处理，水果加工处理,食品防腐处理,生物技术的开发与应用,举例对于树脂的各方面应用作了介绍。综合本文，可以对吸附树脂有一定了解。 Abstract
The main features of adsorption and exchange resins generally similar, the majority or two vinyl benzene copolymer of styrene or methyl methacrylate vinegar and appropriate non-aromatic cross-linked material made of granular, physical and chemical properties include:
space Structure and functional performance. Therefore, in addition to heat, acid and alkali resistance, oxidation resistance, but also has a special infiltration polar adsorption resin exchange resin. Resin particle size for material separation and purification is very important. Fine particles have more surface area, can provide a higher theoretical plate number, to meet the pharmaceutical industry in particular, requires the separation of natural products. This article discusses the research and development related to resin status, physical and chemical properties of resin was briefly introduced at the same time, focus on the development needs of the present era, analysis and a brief statement of the resin in the separation of natural products, drug extraction, water treatment, fruit processing, food preservation processing, development and application of biotechnology, for example, applications for all aspects of the resin introduced. Comprehensive article, you can have some understanding on the adsorption resin
关键词：媒体播放吸附树脂 开发 发展 应用
Key words: Adsorption Resin Development Application
吸附树脂(adsorbent resin) 是一种特殊的大孔树脂，它以吸附为基本特征，大部分不具有功能基而没有任何交换中心，作用与水处理领域常用的吸附剂活性炭相似，可以再生。吸附树脂的合成方法基本上为传统大孔型交换树脂合成前段，合成树脂的选择性与专一性在很大程度上能人为控制。通过使用致孔剂，以特殊共聚或缩聚的方法选用带有不同功能基的单体及交联剂，人为地控制和调节孔径、孔容、比表面等结构特点，制备出各种各样的多孔树脂，也可以在聚合物骨架上进行特定的功能基反应，制得带有特殊功能基的树脂。高铬铸铁[1]
吸附树脂是一种化学惰性物质,具有很大的表面积和极好的吸附和再生性能[2]。不同表面性质的吸附树脂有不同的吸附机理和吸附性能,目前主要用于医药工业、化学工业、废水处理、分析化学、临床鉴定和等领域。
吸附树脂其主要特征大体与交换树脂相似，大多数以苯乙烯一二乙烯苯共聚物或甲基丙烯酸醋与适当非芳香族物交联而成，呈颗粒状，物理化学性能主要包括:空间结构和功能基性能。因此，除具有耐热、耐酸碱、耐氧化、耐渗极性树脂也是具有特殊吸附性能的交换树脂。
1 概况
1.1 吸附树脂的发展
双面自粘防水卷材
国内对吸附树脂的研究起步较早,1960年就已着手多孔树脂的制备[3]。我国在1970年代开始了吸附树脂的研制工作,已形成SIPI系列。目前,国内吸附树脂生产厂家众多,有南开大学化工厂、鲁抗树脂厂、华东理工大学华震公司、西安深蓝等,相应的树脂牌号也很多,如D101、DA201、CAD40、AB-8、SIPI1300等。美国Rohm &Haas公司1965年开发了首批吸附树脂商品,即AMBERLITE XAD系列;过了几年,日本三菱化成公司也生产了DIAION HP系列大孔吸附树脂和SEPABEADS系列。当前国内进口的树脂主要是AMBERLITE XAD和DIAION HP-20系列。
1.2 物理性质
表征吸附树脂物理特性的参数有很多二氧化钼,如孔度、孔径(分布)、比表面、密度、吸水量、水或苯中溶胀系数以及杂质含量等。树脂一些主要的物理特性对性能的影响见表1。
由表1可见,影响吸附树脂载量和选择性的主要物理参数是特征表面积、孔径(分布)、粒径以及孔的三维结构。这里需要指出的是载量,它与能被产物渗透的孔的内部表面积大致成正比,所以主要由孔径分布决定。目前厂家提供的孔径和比表面积都是在特定条件下测定的,聚酰亚胺纤维实际应用时还需视具体应用环境而定,因为树脂的孔径在不同的情况下(如溶剂)会发生变化。树脂的选择性主要是由孔的三维结构决定的,这只能由经验来估计。树脂的粒径分布和溶胀
性能对树脂的水力学特性影响很大,在实际生产中直接关系到生产效率,这可以通过流速来体现。另外,树脂的比重在进行反冲洗时也是需要考虑的一个重要因素。树脂的特征含水量与其孔容有密切关系,当吸附树脂被污染时含水量就会发生变化,利用这点可以来评估树脂的使用寿命。当前国内吸附树脂通常都是以湿态出售的,并以重量为计价单位。[4]
1.3 化学性能
化学稳定性对吸附树脂的使用寿命至关重要。一般不溶于酸、碱及有机溶媒。对于聚苯乙烯类树脂和聚丙烯酸类树脂,能被一些氧化剂如次氯酸钠所降解。吸附树脂可分为非极性、中极性和极性三类,通常是根据所使用合成单体的不同而形成的表面性质的差异来分类。
中等极性吸附树脂系含酯基的吸附树脂,通常是聚丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸乙二酯交联的带酯基的共聚物。如DIAION HP1MG、HP2MG和AMBERLITE XAD-7、XAD-8。其表面兼有疏水和亲水两部分。这类树脂适合提取那些不被苯乙烯树脂吸附的相对亲水的有机物,或用于分离那些在苯乙烯树脂上发生不可逆吸附的强疏水物质。极性吸附树脂是指含酰胺基、氰基、酚羟基等含氮、氧、硫极性功能基的吸附树脂。如AMBERLITEXAD-9、XAD-10、XAD-11。它们主要通过静电相互作用吸附极性物质。这类树脂在医药工业中
的应用也日益得到重视。
非极性吸附树脂是由偶极矩很小的单体聚合制得的,不带任何功能基,其疏水性较强,可通过与小分子疏水部分的相互作用吸附溶液中的有机物,最适于吸附极性溶剂(如水)中的非极性物质。典型的例子是苯乙烯与二乙烯苯的共聚体,AMBERLITEXAD-2、XAD-4和DIAION HP-20。苯乙烯树脂根据其孔道特性还可分为两类[5]:一类孔径相对比较大,一般在10 nm甚至更大。由于其大孔的特性,可以吸附各种大分子如蛋白质,但常引起蛋白质变性,因此在蛋白质纯化中一般不用,而在废水处理如去除素、腐殖质则经常用到;另一类孔径相对较小,大分子不能进入孔道,同时拥有更高的比表面积,载量得到了提高,所以这类树脂特别适合小分子有机物(Mr<103)如抗生素的分离。需要指出的是树脂的吸附能力越高,洗脱液的亲脂性就应越强或所需的体积就越大。
1.4吸附树脂的开发
吸附树脂的粒径对于物质的分离纯化非常重要。细颗粒有更大的表面积,能提供更高的理论塔板数,以满足医药工业特别是天然产物的分离要求。为此,在天然产物研究中走在世界前沿的日本陆续开发了分辨率更高的细颗粒吸附树脂。如三菱化成在DIAION HP20SS、SEPA-
BEADS SP20SS、DI-AION HP2MG的基础上又开发了一系列的更细颗粒(15~30μm)的聚苯乙烯和甲基丙烯酸酯类制备型吸附树脂[6]。异黄酮类化合物、儿茶酸等均有良好的分离性能。目前,国内各医药研究部门如中科院药物所、二军大等单位已将细颗粒吸附树脂用于天然产物的分离纯化中。1.4.2 吸附树脂的表面修饰由于聚苯乙烯树脂的一些缺陷如对高极性物质如有机酸、糖类、头孢菌素C等的低选择性和低载量,使提取效率下降。这些缺陷在很大程度上可通过表面修饰来克服,主要是在苯乙烯苯环上接一些极性基团,如乙酰基、羧甲基、苯甲酰基、对羧基苯甲酰基、2,4-二羧基苯甲酰基、2-led风筝羧基-3/4-硝基苯甲酰基、磺酸基、季胺等[7]。一些吸附树脂可以在苯环上分别接上磺酸基和季胺基交换基团,主要是为了增强树脂的亲水性能而不是利用其离子交换作用。通常这些表面修饰只是在实验室里完成。不过目前也有一些商品化的经表面修饰的吸附树脂,如三菱化成的SEPABEADS SP206和SEPABEADSSP207就是经过溴代的聚苯乙烯树脂
1.5 树脂的选择
树脂的选择要根据所分离化合物的结构特征来确定。首先是所要分离化合物分子的大小,其次是分子中是否存在一些特征的功能团,如酚羟基、羧基或碱性氮原子,由此确定树脂的类型。
树脂孔径与吸附分子直径之比一般以2∶1~6∶1为宜,孔径太大不会提高扩散速度,却浪费空间[8]。在选择好适当的孔径后,再选择比表面积大的树脂,以期对产物有大的吸附量。另有一个最基本的 “类似物吸附类似物”原则。即非极性(或疏水)分子能够被非极性(或疏水)表面所吸附,极性(或亲水)物质易被极性(或亲水)表面吸附。当然最终的选择还是要通过实验来确定。
1.6 树脂的预处理
吸附树脂常含有致孔剂、分散剂、交联剂、防腐剂、引发剂和一些未聚合的单体,使用前须除去这些可能的有机残留物,以确保被分离的物质不受污染。预处理方法可用有机溶剂如丙酮、甲醇、乙醇或水来清洗。预处理合格的指标多为“醇提液加水不显浑浊”,也有以滤液蒸干后无残留物[9]或提取液紫外吸收值(波长在254 nm)小于0.03[9]作为指标。
1.7 测试方法
1.7.1 静态吸附
静态吸附是将树脂直接投放于待吸附物质的溶液中进行吸附,对于选择树脂的类型和条件的
优化方便有用。在实验中,需要考虑的参数有:吸附树脂的体积、pH、温度和平衡的时间。如目标化合物有一个或多个离子基团,pH常常影响树脂的吸附能力。为了得到更大的吸附载量,应将pH调到化合物的等电点,使之非离子化。
1.7.2 动态吸附
由上面筛选出的树脂,应用动态吸附即柱谱来进一步测试其性能。重点考察洗脱的情况,包括洗脱液的组成、流速、分离效果等。当目标化合物是中水互溶的有机溶剂如醇或丙酮常作为洗脱剂;而对可离子化(即更有水溶性)的化合物可用缓冲液或缓冲液/溶剂的混合
1.7.3 操作条件
在实际应用时大多使用动态吸附,因为动态吸附操作方便、对目标产物的吸附量大,同时还有较好的分离作用。典型的柱谱包括以下几步:上样、淋洗、洗脱、再生,操作条件视具体情况而定。
