راتنج التبادل الأيوني أو مبلمرات التبادل الأيوني هي تراكيب غير ذائبة توجد عادة في شكل خرزات أو حبيبات صغيرة (بقطر 1-2 ملم)، وعادة ما تكون بيضاء أو صفراء، ومكونة من مبلمرات عضوية.[1][2][3]
سطوح هذه المركبات تحتوي على مسام قابلة على عرقلة الأيونات ثم إطلاقها. ولذلك تسمى هذه العملية بـ(التبادل الأيوني)
كما أن هنالك أنواعا مختلفة متعددة من راتنج التبادل الأيوني المصممة لانتقاء نوع واحد من الأيونات أو عدة أنواع مختلفة.
راتنجات التبادل الأيوني تستخدم على نطاق واسع ولاستخدامات متعددة مثل عمليات العزل والتنقية وعمليات التعقيم.
من الأمثلة الأكثر شيوعا هي تعقيم وتنقية المياه. ففي الحالات كثيرة تم إدخال راتنجات التبادل الأيوني في مثل هذه العمليات كبديل أكثر مرونة للاستخدام بدلا عن الزيوليت الطبيعية أو الاصطناعية.
تركيبتها
تتكون معظم هذه الراتنجات من البوليسترينالمتشابك. والتي تحتاج إلى إدخال المجموعات النشطة المطلوبة بعد البلمرة، أو يمكن استخدام مونومرات بديلة. على سبيل المثال، غالبا ما يتحقق التشابك عن طريق إضافة دافنيلبنزين (divinylbenzene) بنسبة 0,5-25 ٪ من إلى الستايرين في عملية البلمرة.
تعتبر هذه الطريقة هي طريقة التشغيل المستخدمة في غسالات الصحون التي تتطلب استخدام ملح غسالة الصحون. حيث يستخدم الملح لإعادة شحن راتنج التبادل الأيوني الذي يستخدم لإزالة عسر الماء بحيث لا تترك رواسب (limescale) على أواني الطبخ والطعام والتي لا يمكن إزالتها بطرق الغسل الاعتيادية.
أما راتنجات التبادل الأيوني التي تستخدم لإزالة الكلور أو الملوثات العضوية من المياه فهي قليلة جدا، لكن العملية تتم عادة عن طريق استخدام مرشحاتالفحم المنشط مخلوطة مع الراتنج.
هناك بعض راتنجات التبادل الأيوني التي تقوم بإزالة الأيوناتالعضوية، مثل راتنجات التبادل الأيوني المغناطيسي (MIEX).
اما الراتنجات المستعملة لتنقية المياه المنزلية فلا يتم عادة إعادة شحنها بل يتمالتخلص منها بعد استخدامها.
إنتاج مياه عالية النقاوة
مطلوب المياه من أعلى نقاء للإلكترونيات، والتجارب العلمية، وإنتاج الموصلات الفائقة، والصناعة النووية، وغيرها. ويتم إنتاج هذه المياه باستخدام عمليات التبادل الأيوني أو مزيج من الأساليب وغشاء التبادل الأيوني. يتم استبدال الكاتيونات مع أيونات الهيدروجين الموجبة باستخدام التبادل الأيوني، ويتم استبدال الأنيونات مع أنيون الهيدروكسيل باستخدام التبادل الأيوني. أيونات الهيدروجين والهيدروكسيل تتحد إنتاج جزيئات الماء. وبالتالي، لا تزال الأيونات في المياه المنتجة. عادة ما يتم إجراء عملية تنقية في عدة خطوات مع «مختلطة أعمدة التبادل الأيوني السرير» في نهاية السلسلة التكنولوجية.
هناك نوعان من سلسلة من المعادن الأرضية النادرة، هما اللانثينيداتوالأكتينيدات. أعضاء كل عائلة متشابهة جدا في الخصائص الكيميائية والفيزيائية. وكانت عملية التبادل الأيوني ولسنوات عديدة هي الطريقة العملية الوحيدة لفصل المعادن الأرضية النادرة بكميات كبيرة. وقد تم تطوير هذا التطبيق في أربعينات القرن العشرين من قبل فرانك سبيدنغ (Frank Spedding). بعد ذلك، وقد حلت عملية استخلاص المحاليل (solvent extraction) محل راتنجات التبادل الأيوني باستثناء العمليات التي تستهدف إنتاج منتجات عالية النقاء.
وتستخدم راتنجات التبادل الأيوني في تصنيع السكر من مصادر مختلفة. يتم استخدامها للمساعدة في تحويل السكر من نوع إلى نوع آخر، ويزيل اللون وينقي شراب السكر.
كما تستخدم راتنجات التبادل الأيوني كسواغات في المستحضرات الصيدلانية مثل الأقراص، والكبسولات، والمعلقات. في هذه الحالة يستخدم راتنج التبادل الأيوني في وظائف مختلفة، بما في ذلك إخفاء الطعم، وتمديد مفعول الدواء، وتحلل الأقراص، وتحسين الاستقرار الكيميائي من للمكونات النشطة في الدواء.
