大孔樹脂:基本信息,簡介,原理,吸附條件,組成,理化性質,分離原理,分類,非極性,

大孔樹脂(macroporous resin) 又稱全多孔樹脂，聚合物吸附劑，它是一類以吸附為特點，對有機物具有濃縮、分離作用的高分子聚合物。1964年，Rohm&Haas公司開發了對硼進行選擇性絡合吸附的吸附樹脂Amberlite XE-243，這可看作是最早開發的吸附樹脂。60年代末，日本三菱化成公司也開發生產了Diaion HP系列的大孔吸附樹脂。中國吸附樹脂的研究工作開展於1974年，現已有H系列、CHA系列、NKA系列等多個系列產品。

基本介紹

中文名：大孔樹脂
外文名：Amberlyst 15
CAS NO.：：9037-24-5
分類：非極性等

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基本信息

中文名稱：大孔樹脂

CAS NO.：9037-24-5

中文別名：AMBERYST 15 離子交換樹脂(乾);二乙烯基苯交聯磺酸化聚苯乙烯AMBERLYST-15;AMBERLYST 15離子交換樹脂;15離子交換樹脂乾;15離子交換樹脂(濕);大孔離子交換樹脂 AMBERLYST 15;二乙烯基苯交聯磺酸化聚苯乙烯

英文名稱：Amberlyst 15

英文別名：AMBERLYST(TM) 15 (H);AMBERJET 1200H;'AMBERJET' 1200H;'AMBERJET' 1200NA;AMBERJET(R) 1200 HYDROGEN FORM;'AMBERLYST' 15;AMBERLYST(R) 15 HYDROGEN FORM

簡介

大孔樹脂(macroporous resin)又稱全多孔樹脂，大孔樹脂是由聚合單體和交聯劑、致孔劑、分散劑等添加劑經聚合反應製備而成。聚合物形成後，致孔劑被除去，在樹脂中留下了大大小小、形狀各異、互相貫通的孔穴。因此大孔樹脂在乾燥狀態下其內部具有較高的孔隙率，且孔徑較大，在100~1000nm之間，故稱為大孔吸附樹脂。

原理

大孔吸附樹脂是以苯乙烯和丙酸酯為單體,加入乙烯苯為交聯劑,甲苯、二甲苯為致孔劑,它們相互交聯聚合形成了多孔骨架結構。樹脂一般為白色的球狀顆粒,粒度為20～60 目,是一類含離子交換集團的交聯聚合物,它的理化性質穩定,不溶於酸、鹼及有機溶劑,不受無機鹽類及強離子低分子化合物的影響。樹脂吸附作用是依靠它和被吸附的分子(吸附質) 之間的范德華引力,通過它巨大的比表面進行物理吸附而工作,使有機化合物根據有吸附力及其分子量大小可以經一定溶劑洗脫分開而達到分離、純化、除雜、濃縮等不同目的。

吸附條件

吸附條件和解吸附條件的選擇直接影響著大孔吸附樹脂吸附工藝的好壞,因而在整個工藝過程中應綜合考慮各種因素,確定最佳吸附解吸條件。影響樹脂吸附的因素很多,主要有被分離成分性質(極性和分子大小等) 、上樣溶劑的性質(溶劑對成分的溶解性、鹽濃度和PH 值) 、上樣液濃度及吸附水流速等。通常,極性較大分子適用中極性樹脂上分離,極性小的分子適用非極性樹脂上分離;體積較大化合物選擇較大孔徑樹脂;上樣液中加入適量無機鹽可以增大樹脂吸附量;酸性化合物在酸性液中易於吸附,鹼性化合物在鹼性液中易於吸附,中性化合物在中性液中吸附;一般上樣液濃度越低越利於吸附;對於滴速的選擇,則應保證樹脂可以與上樣液充分接觸吸附為佳。影響解吸條件的因素有洗脫劑的種類、濃度、pH值、流速等。洗脫劑可用甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等,應根據不同物質在樹脂上吸附力的強弱,選擇不同的洗脫劑和不同的洗脫劑濃度進行洗脫;通過改變洗脫劑的pH 值可使吸附物改變分子形態,易於洗脫下來; 洗脫流速一般控制在0. 5 ～5mL/ min。

組成

大孔吸附樹脂主要以苯乙烯、二乙烯苯等為原料，在0.5%的明膠溶液中，加入一定比例的致孔劑聚合而成。其中，苯乙烯為聚合單體，二乙烯苯為交聯劑，甲苯、二甲苯等作為致孔劑，它們互相交聯聚合形成了大孔吸附樹脂的多孔骨架結構。樹脂一般為白色的球狀顆粒，粒度為20～60 目，是一類含離子交換集團的交聯聚合物。

理化性質

大孔吸附樹脂是通過物理吸附從溶液中有選擇地吸附有機物質，從而達到分離提純的目的。其理化性質穩定，不溶於酸、鹼及有機溶劑，對有機物選擇性好，不受無機鹽類及強離子、低分子化合物存在的影響，在水和有機溶劑中可吸附溶劑而膨脹。

分離原理

大孔吸附樹脂為吸附性和篩選性原理相結合的分離材料。

大孔吸附樹脂的吸附實質為一種物體高度分散或表面分子受作用力不均等而產生的表面吸附現象，這種吸附性能是由於范德華引力或生成氫鍵的結果。同時由於大孔吸附樹脂的多孔結構使其對分子大小不同的物質具有篩選作用。通過上述這種吸附和篩選原理，有機化合物根據吸附力的不同及分子量的大小，在大孔吸附樹脂上經一定溶劑洗脫而達到分離、純化、除雜、濃縮等不同目的。

吸附樹脂的表面發生吸附作用後，會使樹脂表面上溶質的濃度高於溶劑內溶質的濃度，其結果引起體系內放熱和自由能的下降。一般說來，吸附分為物理吸附和化學吸附兩大類。

預處理

大孔吸附樹脂是一類有機單體加交聯劑、致孔劑、分散劑等添加劑聚合而成,

因而購來的樹脂要除去可能存在的毒性有機殘留物。具體方法為,首先使用飽和食鹽水（工業用）,用量約等於被處理樹脂的2 倍,將樹脂置於食鹽中浸泡18～20 h ,然後放盡食鹽水,用清水漂洗淨,使排出的水不顯黃色,再用2 %～4 %氫氧化鈉(或5 %鹽酸) 溶液(其量與上同) 浸泡2～4h(或小流量清洗) ,放盡鹼或酸液後沖洗樹脂直至水接近中性待用。實驗室用常用>95%的乙醇。

預處理

取市售大孔吸附樹脂，用乙醇加熱回流洗脫(或用改良索氏提取器加熱洗脫)，洗至洗脫液蒸乾後無殘留物。經乙醇洗淨的樹脂揮去溶劑後保存備用。

裝柱

以乙醇濕法裝柱，繼續用乙醇在柱上流動清洗，不時檢查流出的乙醇，至與水混合不呈白色混濁為止(取1 mL乙醇液加5 mL水)。然後以大量的蒸餾水洗去乙醇，備用。少量乙醇存在將會大大降低樹脂的吸附力。

3. 再生　樹脂柱經反覆使用後,樹脂表面及內部殘留許多非吸附性成分或雜質使柱顏色變深,柱效降低,因而需要再生,一般用95 %乙醇洗至無色後用大量水洗去醇化即可。如樹脂顏色變深可用稀酸或稀鹼洗脫後水洗。如柱上方有懸浮物可用水、醇從柱下進行反洗可將懸浮物洗出,經多次使用有時柱床擠壓過緊或樹脂顆粒破碎影響流速,可從柱中取出樹脂,盛於一較大容器中用水漂洗除去小顆粒或懸浮物再重新裝柱使用。

將樣品溶於少量水中加至柱的上端，也可以將樣品先溶於少量乙醇中，拌入適量樹脂，揮去乙醇後，再將拌有樣品的樹脂加到柱上。先用水，繼而以乙醇-水洗脫，逐步加大醇的濃度，同時配合高效液相色譜法作指導。一般用95%的乙醇洗脫至無色時，樹脂柱即已再生，然後以大量水洗去醇，即可進行下一次的提取分離。經反覆使用後，吸附樹脂顏色變深，吸附效果下降時，可用0.01%～1 mol/L NaOH(或HCl)洗滌或浸泡適當時間，至樹脂接近原顏色為宜，繼用蒸餾水洗至中性即可再用。如果柱上方沉積有懸浮物，影響流速，可用水從柱上進行反洗，以便把懸浮物頂出。經多次使用後，有時柱床擠壓過緊，或樹脂顆粒部分破碎而影響流速，可從柱中取出樹脂，盛於一個較大容器中用水漂洗除去小顆粒和懸浮雜質，再重新裝柱。大孔吸附樹脂應濕態保存，若部分顆粒暴露在空氣中失水，在進行水溶性雜質分離時，失水後被空氣填充的顆粒會浮於水面，此時將上浮樹脂用乙醇處理，將樹脂內部的空氣排出後使用。

影響因素

吸附樹脂對有機物的去除效果與樹脂本身的結構性質、吸附質的結構以及吸附處理過程中的操作條件有著密切的關係。

極性

遵從類似物吸附類似物的原則，根據吸附物質的極性大小選擇不同類型的大孔吸附樹脂。極性較大的化合物一般適用於在中極性的樹脂上分離；極性小的化合物適用於在非極性的樹脂上分離。極性大小是一個相對概念，要根據分子中基團(如羥基) 與非極性基團 (如烷基、苯環、環烷母核等) 的數量與大小來確定；對於未知化合物，可通過一定的預試驗及TLC而大致確定。

孔徑

大孔吸附樹脂是多孔性物質，其孔徑特性可用比表面積(S) 、孔體積

(V) 和計算所得的平均半徑 (r) 來表征。假定孔道為圓柱形，則三者關係r=2V/S，V可由壓汞儀測得，S可由比表面積測定儀測得。被分離成分通過樹脂的孔道而擴散到樹脂的內表面而被吸附。大孔吸附樹脂孔徑的大小，直接影響不同大小的分子自由進入，從而使樹脂具有選擇性。因此，只有當孔徑對於被分離成分足夠大時，比表面積才能充分發揮作用，即大孔吸附樹脂比表面積越高，而平均孔徑小。其吸附速度越慢，解吸越不夠集中，雜質的分離效果也就越差。

強度

大孔吸附樹脂強度與孔隙率有直接關係，也和製備工藝有關。這類樹脂在酸鹼中體積變化不大，在溶媒中則有一定程度的溶脹。一般大孔吸附樹脂孔隙率越高，孔體積越大，則強度越差。大孔吸附樹脂的強度直接影響樹脂的使用壽命，從而影響著大孔吸附樹脂法工藝的成本。

流速

對於同一濃度的上樣溶液，吸附流速過大，樹脂的吸附量就會降低。但吸附流速過小，吸附時間就會增加，在實際套用中，應綜合考慮來確定最佳吸附流速，既要使大孔吸附樹脂的吸附效果好，又要保證較高的工作效率。

溫度

物理吸附和化學吸附都是放熱過程，所以只要吸附已經達到平衡，增加溫度無論是物理吸附量還是化學吸附量都會降低。但是由於化學吸附在低溫時往往末達到平衡，而升高溫度會使吸附速度增快，所以對於化學吸附來說，在低溫時常會出現吸附量隨溫度升高而增加的情況，直到真正達到平衡以後，吸附量才又隨溫度升高而下降。

其它

當溶液中存在二種以上溶質時，往往會引起一種溶質易吸附而使另一種溶質的吸附量降低，一般來講，對混合溶質的吸附較純溶質的吸附效果差。

套用領域

由於大孔樹脂其本身組成與結構特點，具有吸附性和篩選性相結合的分離，純化多種功能，已廣泛套用於環境保護、冶金工業、化學工業、製藥和醫學衛生部門，特別適用於生物化學製品、

天然產物的分離純化、藥物製備、有機化合物分離、化學反應催化劑、載體等各個領域。大孔吸附樹脂對工業廢水，廢液的處理有著廣泛的套用。如廢水中含苯、硝基苯、氯苯、氟苯、苯酚、硝基酚、氨基苯酚、雙酚A、對甲酚、萘酚、苯胺、鄰苯二胺、對苯二胺、水楊酸、奈磺酸等有機物均具有很好的吸附、回收淨化作用。且對廢液中有害物質的濃度含量適應性強，並可作到一次性達標。可實現工業生產中有害物質回收再用、化害為利、變廢為寶的目的。

大孔吸附樹脂在微生物製藥分離純化上的套用也越來越多，某些屬於弱電解質或非離子型的化合物，過去不能用離子交換法提取，現下可試用大孔吸附樹脂，這為化合物分離純化提供了新的途徑。

大孔樹脂仍是當前反應性高分子技術領域發展最活躍的一個分支。實踐套用表明，它比其它天然吸附劑（或凝膠型樹脂）具有較大的吸附能力，洗脫容易、機械強度高，抗污染能力強等優點。特別是其孔徑和孔度大小、比表面積、極性等性能都可以人為控制調節，供任意選擇，因此逐漸取代了活性炭和AL2O3等經典吸附劑，又補充了離子交換樹脂的不足，為微生物製藥分離、提出、濃縮、純化等方面提供了極重要手段。

新技術

近幾年來，由於大孔吸附樹脂新技術的引進，使中草藥有效單體成分或複方中某一單體成分的指標得到提高。它具有快速、高效、方便、靈敏、選擇性好等優點，因而發展速度很快，套用面很廣。

1 大孔吸附樹脂在中藥有效成分純化中的套用

大孔吸附樹脂用於白芍總苷、甜葉菊苷、刺玫果苷、三七總苷、西洋參總皂苷、絞股藍總皂苷

甘草酸、三棵針生物鹼、丹皮酚、銀杏葉黃酮、制川烏和制草烏中總生物鹼、薄蓋靈芝中尿嘧啶和尿嘧啶核苷、川芎嗪和阿魏酸的分離。

2 大孔吸附樹脂在中藥複方製劑中的套用

章氏採用D型大孔吸附樹脂法測定了三七及其製劑冠心寧總皂苷。也有人將三七蜂王漿用D201柱處理，測定三七皂苷的含量，回收率為104．4%．劉氏等在對復肢膠囊(含有三七等25味中藥)的複方製劑進行內控試驗中，採用大孔吸附樹脂吸附法有效地分離三七皂苷，並進行了TLC定性鑑別，結果斑點分離度好，具有較好的重現性。任氏等採用大孔吸附樹脂D型(天津骨膠廠)純化氣血注射液、生脈注射液中的人參總皂苷。胡氏等採用大孔吸附樹脂分離——比色法，測定生脈注射液中的人參總皂苷，結果提高了分離效果。減少了影響因素，使樣品含量重現性好，平均回收率達100．1%以上。苯乙烯苷類是肉蓯蓉的有效成分，大孔吸附樹脂(AB/B型)對苯乙醇苷類成分有較好的分離性能。採用D101型大孔吸附樹脂能純化黃芪中的黃芪甲苷。壽氏用低極性的GDXl04大孔吸附樹脂，分離純化疏肝止痛片中芍藥苷成分。鐘氏以殼聚糖為絮凝劑，採用樹脂M為吸附劑，對龜鹿補腎液的生產工藝進行了改進．結果新工藝比原工藝減少了一步濃縮，而且殼聚糖、樹脂M的成本比酒精低，可縮短生產周期，減少能耗，降低生產成本，提高生產效率。王氏等採用南開大學生產的X5大孔吸附樹脂分離純化龜鹿補腎液中的淫羊藿苷成分。經X5吸附樹脂處理後的樣品，可有效地除去部分雜質，使其在高效液相色譜中達到理想的分離效果。

鑒於大孔吸附樹脂一般是以聚苯乙烯為骨架，合成時使用了小分子的致孔劑、交聯劑等，用前需要處理，並在提取物和製劑中檢測其殘留量。應符合要求。另外，由於大孔吸附樹脂屬於極性吸附，一種樹脂只能對某一極性段的成分具有良好的吸附，故一般適宜於單味藥中某類成分的定向提取。中藥複方成分非常複雜，僅用某種樹脂很難兼顧到所有成分，國家不鼓勵中藥複方使用大孔吸附樹脂精製，使用時應該非常慎重。

除硼樹脂

裝填注意事項：

1. 拋光樹脂是由氫型強酸性陽離子交換樹脂及氫氧型強鹼性陰離子交換樹脂混合而成。

2.在作業中，如需加入水以方便裝填，請注意必須使用純水，水份不得太多，同時必須在樹脂進入樹脂槽後立即將水抽出或排掉，避免樹脂的分層。

3.如為換裝樹脂，必須完全的清洗桶槽及集水器，不得有老舊樹脂殘留槽底，否則這些使用過的樹脂將會污染水質。

4.所使用的O-ring及緊迫，必須定時更換。同時每次換裝時必須檢查相關的零組件，如有破損，必須立即更換。檢查集水器，如有堵塞，應該清除。

5.使用FRP桶槽當作樹脂床，應先將集水管留置於桶槽中再裝填樹脂。在裝填樹脂的過程中，應不定時的搖晃集水管，如此在最後，才能調整集水管的位置並安裝上蓋。 6.如先裝填樹脂，則在插入集水管將會遇到困難。如一定要必須先裝填樹脂才能插入集水管，則可將已裝滿樹脂的FRP槽橫置於地上，緩慢的滾動桶槽以鬆動樹脂，再慢慢的將集水管插入樹脂中。

7.樹脂裝填完並接上管線後，應先將桶槽上端的通氣孔打開，緩慢的通入水，直至通氣孔溢水且不再有氣泡產生後，將通氣孔緊閉，開始采水。

主要用於DI水、超純水系統的後置精混床，即核子級混床所用，保證優質低價。

包裝規格： 5L/包，5包/箱，即25L/箱，全部真空包裝，可單包銷售。

保質期：不破包裝情況下，保質5年。

超純水樹脂原理：離子交換原理，在自然界中，離子交換現象很普遍，在礦物界和生物界的各種常見物質中都會發生。但發生這些過程的原因並不都一樣，所以人們常常用不同的原理解釋不同情況下的離子交換現象。

大孔樹脂