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离子交换树脂的构成和分类

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离子交换树脂的构成和分类


离子(ion)交换树脂的构成和分类(Classification)-大连离子交换树脂预处理(processing),大连阴阳离子交换树脂
 

  一、氢(Hydrogen)型阳离子交换树脂是什么氢型阳离子交换树脂(有时简称「氢型树脂」)是一种人造有机聚合物产品(Product)。离子交换树脂孔隙结构分凝胶型和大孔型两种,凡具有物理孔结构的称大孔型树脂,在全名称前加“大孔”。分类属酸性的应在名称前加“阳”,分类属碱性的,在名称前加“阴”。如:大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。离子交换树脂是带有官能团(有交换离子的活性基团)、具有网状结构、不溶性的高分子化合物。通常是球形颗粒物。离子交换树脂的全名称由分类名称、骨架(或基因)名称、基本名称组成。阳离子交换树脂是一种化学物质,主要用于制造精糖和高级食用糖浆的提纯。离子交换树脂一般呈现多孔状或颗粒状,其大小约为0.5~1.0mm。阳离子交换树脂离子交换法(ion exchange process)是液相中的离子和固相中离子间所进行的一种可逆性化学反应,当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时,便会被离子交换固体吸附,为维持水溶液的电中性,所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。阴离子交换树脂离子交换树脂一般呈现多孔状或颗粒状,其大小约为0.1~1mm,其离子交换能力依其交换能力特征可分:强碱型阴离子交换树脂、弱碱型阴离子交换树脂、对阴离子的吸附。最常用的原料是:苯乙烯或丙烯酸(酯),先经过聚合反应生成具有三度空间(Space)立体网状结构(Structure)的聚合物骨架(树脂母体),再于骨架上导入不同的「化学活性基」而成。由于它的活性基,如磺酸基(-SO3H)、羧基(-COOH)等,都含有活性氢离子(氢的核素氕可以看作质子),可在水中解离出来,用于与其它阳离子进行交换,所以特别在阳离子树脂名称之前再冠上「氢型」两字,以与同一系统(system)的「钠型」种类有所区别。不过「钠型」可以利用强酸处理成为「氢型」,「氢型」也可以用「氢氧(Oxygen)化钠」溶液(róng yè)处理成为「钠型」,即两型树脂实际上可以互相转换。氢型阳离子交换树脂不溶于水和一般溶剂。和其它离子交换树脂一般,常被制成颗粒状,外观看起来有些像鱼卵,粒径大约在0.3 ~ 1.2 mm之间,但大部分在0.4 ~ 0.6 mm范围内。化学性质相当安定,摸起来硬而有弹性(Elasticity),机械(machinery)强度(strength)也足够承受相当压力,颜色(Color)由白色至近乎黑色都有,颜色浅时呈透明状,深时呈半透明状,都有光鲜亮丽的树脂光泽。氢型阳离子交换树脂最常应用(application)的地方,就是硬水的软化,即让硬水流过树脂层,把硬水中的「硬度(Hardness)离子」,如钙(Ca)、镁(化学式Mg)等离子吸取在树脂中,就变成不带硬度离子的软水了,这也是阳离子交换树脂最初被制造(zhì zào)的主要目的,但它在工业上应用没有「钠型」来的多,因为在软化过程(process)中,它会直接释出氢离子,使水质呈酸性,可能(maybe)会因此腐蚀(释义:指腐烂、消失、侵蚀等)相关金属设备(shèbèi)。依需要的不同,它也可以应用到水质预处理工艺( technology)中,用作软化水质及降低(reduce)氢离子浓度指数之用。大连离子交换树脂预处理,大连阴阳离子交换树脂

  二、种类 树脂主要性质和类别之差异,在于它们的化学活性基种类之不同,因此氢型阳离子交换树脂可依活性基(一种官能基)种类不同,分成两种:强酸性阳离子交换树脂(strong- acid anion exchange resin)和弱酸性阳离子交换树脂(weak - acid anion exchange resin)。强酸性阳离子交换树脂系因它的活性氢离子在水中很容易解离而得名,其骨架均为聚苯乙烯系统,主要产品是「磺酸型」强酸性阳离易解离而得名,骨架均为聚丙烯酸系统,主要产品是「羧酸型」弱酸性阳离子交换树脂,通常颜色较?白色或淡黄色球状子交换树脂,通常颜色较深,棕黄色至综色球状颗粒,以综色最常见;反之,弱酸性阳离子交换树脂则是因它的活性氢离子在水中比较不容颗粒,以淡黄色最常见。如果用化学反应来表示这两种树脂的差异性,大家可以描述如下(R代表树脂母体): 强酸性: R-SO3H → R-SO3- + H+
  (H+容易解离,在水中呈强酸性)弱酸性: R-COOH → R-COO- + H+
  (H+不易解离,在水中呈弱酸性) 由于强酸性阳离子交换树脂的解离能力很强,所以在任何酸性或碱(Alkali)性溶液中均能解离和产生离子交换作用,其作用pH范围介于1~14。反之,弱酸性阳离子交换树脂的解离能力很弱,只能在弱酸性至碱性(alkaline)溶液中解离和产生离子交换作用,其作用pH范围仅介于5~14。大连离子交换树脂预处理,大连阴阳离子交换树脂
 

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