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树脂颗粒大小的测定通常用湿筛法,将树脂在充分吸水膨胀后进行筛分,累计其在20、30、40、50……目筛网上的留存量,以90%粒子可以通过其相对应的筛孔直径,称为树脂的“有效粒径”。多数通用的树脂产品的有效粒径在0.4~0.6mm之间。
离子交换树脂应为不溶性物质。但树脂在合成过程中夹杂的聚合度较低的物质,及树脂分解生成的物质,会在工作运行时溶解出来。交联度较低和含活性基团多的树脂,溶解倾向较大。
树脂在干燥时的密度称为真密度。湿树脂每单位体积(连颗粒间空隙)的重量称为视密度。树脂的密度与它的交联度和交换基团的性质有关。通常,交联度高的树脂的密度较高,强酸性或强碱性树脂的密度弱酸或弱碱性者,而大孔型树脂的密度则较低。
离子交换树脂含有大量亲水基团,与水接触即吸水膨胀。当树脂中的离子变换时,如阳离子树脂由H+转为Na+,阴树脂由Cl-转为OH-,都因离子直径增大而发生膨胀,增大树脂的体积。通常,交联度低的树脂的膨胀度较大。在设计离子交换装置时,考虑树脂的膨胀度,以适应生产运行时树脂中的离子转换发生的树脂体积变化。
阳离子树脂
这类树脂含有大量的强酸性基团,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中离解出H+,故呈强酸性.树脂离解后,本体所含的负电基团,如SO3-,能吸附结合溶液中的其他阳离子.这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换.强酸性树脂的离解能力很强,在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用.树脂在使用一段时间后,要进行再生处理,即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行,使树脂的官能基团回复原来状态,以供再次使用.如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理,此时树脂放出被吸附的阳离子,再与H+结合而恢复原来的组成.
水处理树脂的材料有很多,常用的原料为苯乙烯或丙烯酸(酯),也有苯乙烯和交联剂二乙烯苯聚合得到,还有酚醛类、环氧类、乙烯基吡啶类、脲醛类和氯乙烯类等,不同的材料制成的树脂各不相同,各自有各自的优势,比如丙烯酸系树脂主要用于脱色方面,而苯乙烯系树脂擅长吸附芳香族物质。
树脂在水处理中的应用:
1.可用于水质软化和脱盐、制取软化水、纯水和超纯水。
2.在废水处理中,可除去废水中的某些有害物质,回收有价值化学品、重金属和稀有元素。
3.在化工、生物制药等方面,能有效地进行分离、浓缩、提纯等。
4.在食品行业中可以用于制糖、味精、酒的精制。
5.饮用水的过滤,去除钙镁离子,降低饮用水的硬度。
6.在有机合成中,离子交换树脂可以作为催化剂,进行酯化、水解等反应。
7.湿法冶金及其他离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属。
离子交换是一种可逆的化学反应,其中从溶液中除去溶解的离子并用相同或类似电荷的其他离子替换。离子交换树脂本身不是化学反应物,而是促进离子交换反应的物理介质。树脂本身由形成烃网络的有机聚合物组成。整个聚合物基质是离子交换位点,其中带正电离子(阳离子)或带负电离子(阴离子)的所谓“官能团”固定在聚合物网络上。这些官能团容易吸引相反电荷的离子。
离子交换树脂基质通过在称为聚合的过程中使烃链彼此交联而形成。交联使树脂聚合物具有更强,更有弹性的结构和更大的容量(按体积计)。虽然大多数IX树脂的化学组成是聚苯乙烯,但某些类型是由丙烯酸(丙烯腈或丙烯酸甲酯)制造的。然后树脂聚合物经历一种或多种化学处理以将官能团结合到位于整个基质中的离子交换位点。这些官能团赋予IX树脂其分离能力,并且从一种树脂到下一种树脂会有很大差异。
天津争光合成树脂有限公司于2019年9月成立,负责销售“争光”生产离子交换树脂、生化分离介质和大孔吸附剂。其中:离子交换树脂包括苯乙烯系、丙烯酸系、酚醛系和环氧系四大系列,强酸、弱酸、强碱、弱碱、两性、螯合和惰性七大类型共300多个品种;生化分离介质包括离子交换层析介质、疏水作用层析介质、亲和层析介质、凝胶层析介质和活化中间体五大类型近百个品种;大孔吸附剂包括非极性吸附剂、中等极性吸附剂和极性吸附剂三大类型数十个品种。注册商标为“争光”和“Hydrolite”,通过严格的ISO 9001标准质量体系认证。
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