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Tutorial MenueAnwendungen von Poly(styrol)-PolymerenLerneinheit 4 von 5

Vernetztes Polystyrol und Ionenaustauscher

Vernetzung

Abb.1
Stark saurer Kationenaustauscher auf Basis von PS-X

Die kugelförmige Gestalt vieler fester Ionenaustauscher lässt auf das Herstellungsverfahren schließen. PS-X wird gewöhnlich durch Suspensionspolymerisation hergestellt.

Die Vernetzung verhindert, dass sich der Ionenaustauscher im Elektrolyten löst und später wieder aus der Lösung abgetrennt werden muss. Die Unlöslichkeit bzw. geringe Löslichkeit im Elektrolyten ist eine Eigenschaft, die alle Ionenaustauscher besitzen. Das gilt auch für flüssige Ionenaustauscher, die aus hochmolekularen Säuren oder Basen gelöst in einem unpolaren oder wenig polaren Lösemittel bestehen.

Vernetzungsgrad
Der Vernetzungsgrad ist der Stoffmengenanteil der Monomerbausteine mit Verzweigungsstellen bezogen auf die insgesamt vorhandenen Monomerbausteine.
Tab.1
Typische Vernetzungsgrade von sulfoniertem PS-X
VerwendungszweckVernetzungsgrad in %
Wasserenthärtung 6
Vollentsalzung 10

Die Fähigkeit, in Wasser zu quellen, ist sehr wichtig für einen polymeren Ionenaustauscher. Erst durch das Quellen werden die funktionellen Gruppen, die den Austausch bewirken, räumlich erreichbar. Dennoch dürfen die gequollenen Harzkörner nicht mechanisch zerfallen. Beide Eigenschaften — Quellfähigkeit und mechanische Stabilität — hängen gegenteilig vom Vernetzungsgrad ab. Der Vernetzungsgrad ist deshalb ein Kompromiss zwischen beiden Erfordernissen.

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