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      樹脂

      2022.09.01
      閱讀:204次

      產(chǎn)品簡介:

      離子交換樹脂的全名稱由分類名稱、骨架(或基因)名稱、基本名稱組成??紫督Y(jié)構(gòu)分凝膠型和大孔型兩種,凡具有物理孔結(jié)構(gòu)的稱大孔型樹脂,在全名稱前加“大孔”。分類屬酸性的應(yīng)在名稱前加“陽”,分類屬堿性的,在名稱前加“陰”。如:大孔強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂。
      離子交換樹脂還可以根據(jù)其基體的種類分為苯乙烯系樹脂和丙烯酸系樹脂。樹脂中化學(xué)活性基團(tuán)的種類決定了樹脂的主要性質(zhì)和類別。首先區(qū)分為陽離子樹脂和陰離子樹脂兩大類,它們可分別與溶液中的陽離子和陰離子進(jìn)行離子交換。陽離子樹脂又分為強酸性和弱酸性兩類,陰離子樹脂又分為強堿性和弱堿性兩類(或再分出中強酸和中強堿性類)。


      產(chǎn)品應(yīng)用:

      1)水處理
      水處理領(lǐng)域離子交換樹脂的需求量很大,約占離子交換樹脂產(chǎn)量的90%,用于水中的各種陰陽離子的去除。目前,離子交換樹脂的*大消耗量是用在火力發(fā)電廠的純水處理上,其次是原子能、半導(dǎo)體、電子工業(yè)等。
      2)食品工業(yè)
      離子交換樹脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工業(yè)裝置上。例如:高果糖漿的制造是由玉米中萃出淀粉后,再經(jīng)水解反應(yīng),產(chǎn)生葡萄糖與果糖,而后經(jīng)離子交換處理,可以生成高果糖漿。離子交換樹脂在食品工業(yè)中的消耗量僅次于水處理。
      3)制藥行業(yè)
      制藥工業(yè)離子交換樹脂對發(fā)展新一代的*素及對原有*素的質(zhì)量改良具有重要作用。鏈霉素的開發(fā)成功即是突出的例子。近年還在中藥提成等方面有所研究。
      4)合成化學(xué)和石油化學(xué)工業(yè)
      在有機(jī)合成中常用酸和堿作催化劑進(jìn)行酯化、水解、酯交換、水合等反應(yīng)。用離子交換樹脂代替無機(jī)酸、堿,同樣可進(jìn)行上述反應(yīng),且優(yōu)點更多。如樹脂可反復(fù)使用,產(chǎn)品容易分離,反應(yīng)器不會被腐蝕,不污染環(huán)境,反應(yīng)容易控制等。
      甲基叔丁基醚(MTBE)的制備,就是用大孔型離子交換樹脂作催化劑,由異丁烯與甲醇反應(yīng)而成,代替了原有的可對環(huán)境造成嚴(yán)重污染的四乙基鉛。
      5)環(huán)境保護(hù)
      離子交換樹脂已應(yīng)用在許多非常受關(guān)注的環(huán)境保護(hù)問題上。目前,許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質(zhì),這些可用樹脂進(jìn)行回收使用。如去除電鍍廢液中的金屬離子,回收電影制片廢液里的有用物質(zhì)等。
      6)濕法冶金及其他
      離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。

      物化性質(zhì):

      離子交換樹脂通常制成珠狀的小顆粒,它的尺寸也很重要。樹脂顆粒較細(xì)者,反應(yīng)速度較大,但細(xì)顆粒對液體通過的阻力較大,需要較高的工作壓力;特別是濃糖液粘度高,這種影響更顯著。因此,樹脂顆粒的大小應(yīng)選擇適當(dāng)。如果樹脂粒徑在0.2mm(約為70目)以下,會明顯增大流體通過的阻力,降低流量和生產(chǎn)能力。
      樹脂顆粒大小的測定通常用濕篩法,將樹脂在充分吸水膨脹后進(jìn)行篩分,累計其在20、30、40、50……目篩網(wǎng)上的留存量,以90%粒子可以通過其相對應(yīng)的篩孔直徑,稱為樹脂的“有效粒徑”。多數(shù)通用的樹脂產(chǎn)品的有效粒徑在0.4~0.6mm之間。
      樹脂顆粒是否均勻以均勻系數(shù)表示。它是在測定樹脂的“有效粒徑”坐標(biāo)圖上取累計留存量為40%粒子,相對應(yīng)的篩孔直徑與有效粒徑的比例。如一種樹脂(IR-120)的有效粒徑為0.4~0.6mm,它在20目篩、30目篩及40目篩上留存粒子分別為:18.3%、41.1%、及31.3%,則計算得均勻系數(shù)為2.0。
      樹脂的密度
      樹脂在干燥時的密度稱為真密度。濕樹脂每單位體積(連顆粒間空隙)的重量稱為視密度。樹脂的密度與它的交聯(lián)度和交換基團(tuán)的性質(zhì)有關(guān)。通常,交聯(lián)度高的樹脂的密度較高,強酸性或強堿性樹脂的密度高于弱酸或弱堿性者,而大孔型樹脂的密度則較低。例如,苯乙烯系凝膠型強酸陽離子樹脂的真密度為1.26g/mL,視密度為0.85g/mL;而丙烯酸系凝膠型弱酸陽離子樹脂的真密度為1.19g/mL,視密度為0.75g/mL。
      樹脂的溶解性
      離子交換樹脂應(yīng)為不溶性物質(zhì)。但樹脂在合成過程中夾雜的聚合度較低的物質(zhì),及樹脂分解生成的物質(zhì),會在工作運行時溶解出來。交聯(lián)度較低和含活性基團(tuán)多的樹脂,溶解傾向較大。
      膨脹度:離子交換樹脂含有大量親水基團(tuán),與水接觸即吸水膨脹。當(dāng)樹脂中的離子變換時,如陽離子樹脂由H+轉(zhuǎn)為Na+,陰樹脂由Cl-轉(zhuǎn)為OH-,都因離子直徑增大而發(fā)生膨脹,增大樹脂的體積。通常,交聯(lián)度低的樹脂的膨脹度較大。在設(shè)計離子交換裝置時,必須考慮樹脂的膨脹度,以適應(yīng)生產(chǎn)運行時樹脂中的離子轉(zhuǎn)換發(fā)生的樹脂體積變化。
      耐用性:樹脂顆粒使用時有轉(zhuǎn)移、摩擦、膨脹和收縮等變化,長期使用后會有少量損耗和破碎,故樹脂要有較高的機(jī)械強度和耐磨性。通常,交聯(lián)度低的樹脂較易碎裂,但樹脂的耐用性更主要地決定于交聯(lián)結(jié)構(gòu)的均勻程度及其強度。如大孔樹脂,具有較高的交聯(lián)度者,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,能耐反復(fù)再生。

      交換容量:

      離子交換樹脂進(jìn)行離子交換反應(yīng)的性能,表現(xiàn)在它的“離子交換容量”,即每克干樹脂或每毫升濕樹脂所能交換的離子的毫克當(dāng)量數(shù),meq/g(干)或 meq/mL(濕);當(dāng)離子為一價時,毫克當(dāng)量數(shù)即是毫克分子數(shù)(對二價或多價離子,前者為后者乘離子價數(shù))。它又有“總交換容量”、“工作交換容量”和“再生交換容量”等三種表示方式。
      1、總交換容量,表示每單位數(shù)量(重量或體積)樹脂能進(jìn)行離子交換反應(yīng)的化學(xué)基團(tuán)的總量。
      離子交換樹脂塔2、工作交換容量,表示樹脂在某一定條件下的離子交換能力,它與樹脂種類和總交換容量,以及具體工作條件如溶液的組成、流速、溫度等因素有關(guān)。
      3、再生交換容量,表示在一定的再生劑量條件下所取得的再生樹脂的交換容量,表明樹脂中原有化學(xué)基團(tuán)再生復(fù)原的程度。
      通常,再生交換容量為總交換容量的50~90%(一般控制70~80%),而工作交換容量為再生交換容量的30~90%(對再生樹脂而言),后一比率亦稱為樹脂的利用率。
      在實際使用中,離子交換樹脂的交換容量包括了吸附容量,但后者所占的比例因樹脂結(jié)構(gòu)不同而異?,F(xiàn)仍未能分別進(jìn)行計算,在具體設(shè)計中,需憑經(jīng)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行修正,并在實際運行時復(fù)核之。
      離子樹脂交換容量的測定一般以無機(jī)離子進(jìn)行。這些離子尺寸較小,能自由擴(kuò)散到樹脂體內(nèi),與它內(nèi)部的全部交換基團(tuán)起反應(yīng)。而在實際應(yīng)用時,溶液中常含有高分子有機(jī)物,它們的尺寸較大,難以進(jìn)入樹脂的顯微孔中,因而實際的交換容量會低于用無機(jī)離子測出的數(shù)值。這種情況與樹脂的類型、孔的結(jié)構(gòu)尺寸及所處理的物質(zhì)有關(guān)。


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