Ioninvaihtoresinejä

Ioninvaihtoresinit ovat polymeerimateriaaleja, jotka sisältävät liikkuvia ioneja, jotka voidaan vaihtaa muihin samankaltaisiin ioneihin vesiliuoksessa. Nämä resinit ovat tyypillisesti palloja, joiden halkaisija on 0,25–1,2 mm. Ne ovat huokoisia ja niiden rakenne muodostuu ristikytketystä polymeerimatriisista, johon on kiinnitetty funktionaalisia ryhmiä. Nämä funktionaaliset ryhmät ovat vastuussa ioninvaihtokyvystä.

Ioninvaihtoresinejä luokitellaan niiden toiminnallisten ryhmien perusteella. Vahvasti happamat kationinvaihtohartsit sisältävät sulfonihapporyhmiä (-SO3H), jotka voivat luovuttaa protonin ja sitoa positiivisia ioneja (kationeja). Heikosti happamat kationinvaihtohartsit sisältävät karboksyylihapporyhmiä (-COOH), jotka ovat vähemmän happamia ja niillä on pienempi vaihtokapasiteetti. Vahvasti emäksiset anioninvaihtohartsit sisältävät kvaternaarisia ammoniumryhmiä (-NR3+), jotka voivat siepata negatiivisia ioneja (anioneja). Heikosti emäksiset anioninvaihtohartsit sisältävät primäärisiä, sekundäärisiä tai tertiäärisiä amiiniryhmiä.

Ioninvaihtoa käytetään laajalti monilla teollisuudenaloilla, kuten veden pehmennyksessä, veden demineralisoinnissa, erottelussa ja puhdistuksessa. Esimerkiksi veden pehmennyksessä kalsium- ja magnesiumionit, jotka aiheuttavat kovuutta, korvataan natriumioneilla. Demineralisoinnissa kaikki liuenneet ionit poistetaan vedestä. Kemian teollisuudessa ioninvaihtohartseja käytetään katalyytteinä tai erotusvälineinä kemiallisissa reaktioissa. Myös lääketeollisuudessa ja elintarviketeollisuudessa niitä hyödynnetään puhdistus- ja erotusprosesseissa.