رزین های تبادل یونی موادی هستند که به طور گسترده در بسیاری از زمینه های علمی استفاده می شود. رزین کاتیونی پرولایت کاربرد بسیار زیادی در صنایع مختلف دارد. این رزین دارای بار منفی است و یون های مثبت موجود در آب را جذب کرده و با یون سدیم جایگزین می کند.
در سال 1935، دو شیمیدان به نام های BA Adams و EL Holmes اولین رزین تبادل یونی، یک رزین فنلی را سنتز کردند. از آن زمان، فناوری رزین ها به طور فوق العاده ای توسعه یافته است. رزین تبادل یونی از یک چارچوب و یک گروه عملکردی تشکیل شده است. چارچوب با پلیمریزاسیون مونومرها به دست می آید. پس از آن، یک عامل اتصال عرضی اضافه می شود تا به پلیمر قدرت فیزیکی بیشتری بدهد.
به عنوان مثال، برای به دست آوردن یک رزین کاتیونی بسیار اسیدی، استایرن با دی وینیل بنزن (عامل اتصال عرضی) واکنش داده و چارچوب (استایرن-دیوینیل بنزن) به دست می آید. رزین های ریز متخلخل یا ژل مانند منافذ مجزایی ندارند، بنابراین یون های املاح در بین ذرات پخش می شوند تا مستقیما با مکان های تبادلی تعامل کنند.
با در نظر گرفتن نوع گروه عملکردی این مواد، رزین ها را می توان به انواع زیر طبقه بندی کرد:
شکل ظاهری رزین ها بسته به ترکیب آنها متفاوت است. این رزین ها می توانند رنگ های زرد روشن تا سیاه و طیف رنگ های قهوه ای داشته باشند. آنها همیشه به صورت مرطوب عرضه می شوند، آب موجود در آنها با محلول تصفیه شده جابجا می شود یا می توان آنها را قبل از استفاده خشک کرد.
رزین های تبادل یونی کاربردهای بسیار زیادی دارند. برخی از این کاربردها عبارتند از:
کاربرد اصلی رزین های تبادل یونی استفاده در تصفیه آب است. از این رزین ها برای نرم کردن آب و برای حذف یون های کلسیم و منیزیم استفاده می شود. بسته به غلظت این یون ها، از رزین های کاتیونی قوی یا ضعیف اسیدی یا ترکیبی از هر دو استفاده می شود. رزین کاتیونی پرولایت یکی از انواع پرکاربرد رزین در تصفیه آب است.
برای حذف بی کربنات های موجود در آب از رزین های کاتیونی ضعیف اسیدی استفاده می شود که به آن دالکالینیزاسیون می گویند. آب تصفیه شده حاوی دی اکسید کربن است که می توان آن را با جدا کننده گاز حذف کرد.
هنگامی که به آب دیونیزه شده نیاز است، تمام یون ها به لطف استفاده از رزین های آنیونی و کاتیونی از آب خارج می شوند. آب ابتدا از یک رزین کاتیونی به شکل هیدروژن و سپس از یک رزین آنیونی به شکل هیدروکسیل عبور می کند. بنابراین، همه کاتیون ها با یون های رزین کاتیونی و همه آنیون ها با یون های رزین آنیونی جایگزین می شوند که دوباره با هم ترکیب می شوند و مولکول های آب جدید را تشکیل می دهند.
رزین های تبادل یونی می توانند به عنوان کاتالیزور در واکنش های شیمیایی مختلف نیز عمل کنند. بیش از 30 سال است از این رزین ها برای تولید ETBEو MTBE، به عنوان بهبود دهنده های اکتان در بنزین استفاده می شود.
رزین های تبادل یونی به طور گسترده در صنایع غذایی به ویژه در تولید شکر استفاده می شود. آنها همچنین برای کاهش مواد معدنی آب پنیر، آب میوه ها، نوشیدنی ها، بهبود رنگ و بو مورد استفاده قرار می‌گیرند.
رزین ها کاربردهای مختلفی در صنعت داروسازی دارند. آنها برای فرموله کردن داروهای با رهش طولانی ، جذب ماده فعال روی رزین که در طول زمان در بدن آزاد می شود، کاربرد دارند. همچنین در مرحله تصفیه در ساخت آنتی بیوتیک های مختلف و برای بهبود طعم و بوی برخی داروها استفاده می‌شود.
استفاده از رزین های تبادل یونی برای تصفیه مدارهای مختلف آب نیروگاه های هسته ای اهمیت ویژه ای دارد. در این موارد برای جلوگیری از هر نوع خوردگی و درمان ایزوتوپ های هسته ای که باید از بین بروند از رزین های مختلف مانند رزین کاتیونی پرولایت استفاده می‌شود.
