凝胶型聚苯乙烯离子交换树脂
二乙烯苯的交联给予树脂一定的物理强度,而通过化学反应引入功能基使回之成为有一定容量的离子交换树答脂。在聚合物合成过程中,要注意的是合成过程中的温度、混合速度和其他许多因素,从而制备具有单分散性的聚合树脂。
根据树脂二乙烯苯的含量(即交联度的不同),离子交换树脂可以分为微孔型和大孔型。微孔型树脂交联度比较小,树脂为软体凝胶状,容易发生收缩;而大孔型离子色谱树脂交联度比较大,树脂为钢性结构,树脂内部含有一定的空隙。第二步是在苯乙烯-二乙烯苯的聚合物上引入离子交换基团,通过不同的反应,产生不同化学性质的树脂,它们有各自不同的用途。在离子色谱中用得最多的是磺酸基强酸型阳离子交换树脂和季胺基强碱型阴离子交换树脂。磺酸离子交换基的引入,通常称为磺化,它是由硫酸、氯磺酸、发烟硫酸等与苯乙烯-二乙烯苯树脂反应,在树脂的苯环上接入磺酸基形成的。其反应过程如图所示。通常的离子交换容量为4.5 mmol/g
B. 凝胶型离子交换树脂和大孔型离子交换树脂的不同之处
大孔型树脂是什么?
大孔型离子交换树脂是一种大孔结构且带有官能团的网状专结构的聚合物,孔属径不会随着环境、温度的变化而变化,孔径一般在10nm左右,外观一般为不透明乳白色。
凝胶型树脂是什么?
凝胶型离子交换树脂是离子交换树脂的一种,是由纯单体混合物经缩合或聚合而成的,外观一般为透明的球型颗粒,凝胶树脂的结构为微孔状,凝胶型离子交换树脂可以分为强酸性、弱酸性、强碱性、弱碱性及螯合性五种。
大孔型树脂和凝胶型树脂有什么区别?
大孔型离子交换树脂是针对凝胶型离子交换树脂的缺点而研制的,大孔型离子交换树脂和凝胶型离子交换树脂的主要区别就是它们的孔径不一样,凝胶型离子交换树脂的孔径一般在3nm以下,在干的凝胶型离子交换树脂中,这些孔径就会消失,而大孔型离子交换树脂的孔径一般在10nm左右,这些孔径的大小不会因为环境的变化而改变。
凝胶型离子交换树脂在干态和非水系统中不能使用,而且在使用的过程中可能会发生“中毒”的现象,从而失去离子交换的能力,而大孔型离子交换树脂能够在在干态和非水系统中使用,而且不会发生“中毒”的现象,但是大孔型离子交换树脂具有交换容量较低,再生时酸碱用量大及价格较高等缺点。
C. 离子交换树脂的工艺特性
阴阳离子交换树脂工作原理:
离子交换是带电粒子或离子的可逆交换与相同电荷的交换。当存在于不溶性阴阳离子交换树脂树脂基质上的离子有效地与周围溶液中存在的类似电荷的离子交换位置时,会发生这种情况。
阴阳离子交换树脂树脂以这种方式起作用,因为它的官能团基本上是固定的离子,它们永久地结合在树脂的聚合物基质中。这些带电离子将容易与相反电荷的离子结合,这些离子通过施加抗衡离子溶液而被输送。这些反离子将继续与官能团结合,直至达到平衡。
在阴阳离子交换树脂循环期间,将待处理的溶液加入阴阳离子交换树脂树脂床中并使其流过珠粒。当溶液移动通过阴阳离子交换树脂树脂时,树脂的官能团吸引溶液中存在的任何抗衡离子。如果官能团对新抗衡离子的亲和力大于已经存在的那些,那么溶液中的离子将移除现有的离子并取代它们,通过共享的静电吸引力与官能团结合。通常,离子的尺寸和/或价数越大,其与相反电荷的离子的亲和力就越大。
让我们将这些概念应用于典型的阴阳离子交换树脂水软化系统。在该实施例中,软化机理由阳离子交换树脂组成,其中磺酸根阴离子(SO 3 -)官能团固定在阴阳离子交换树脂树脂基质上。然后将含有钠阳离子(Na +)的抗衡离子溶液施加到树脂上。通过静电吸引将Na +保持在固定的SO 3 -阴离子上,在树脂中产生净中性电荷。在活性阴阳离子交换树脂循环期间,将含有硬离子(Ca 2+或Mg 2+)的流加入到阳离子交换树脂中。自SO 3 -官能团对硬度阳离子的亲和力大于对Na +离子的亲和力,硬离子取代Na +离子,然后Na +离子作为处理流的一部分流出阴阳离子交换树脂单元。另一方面,硬度离子(Ca 2+或Mg 2+)由阴阳离子交换树脂树脂保留。
阴阳离子交换树脂成分有哪些?
阴阳离子交换树脂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)。虽然大多数阴阳离子交换树脂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。这些官能团赋予阴阳离子交换树脂树脂其分离能力,并且从一种树脂到下一种树脂会有很大差异。最常见的成分包括:
强酸阳离子(SAC)交换树脂
SAC树脂由聚苯乙烯基质和磺酸盐(SO 3 -)官能团组成,其中带有钠离子(Na 2+)用于软化应用,或氢离子(H +)用于脱矿质弱酸阳离子(WAC)交换树脂。WAC树脂由丙烯酸聚合物组成,该聚合物已用硫酸或苛性钠水解以产生羧酸官能团。由于它们对氢离子(H +)的高亲和力,WAC树脂通常用于选择性地除去与碱度相关的阳离子。
强碱阴离子(SBA)交换树脂
SBA树脂通常由经过氯甲基化和胺化的聚苯乙烯基质组成,以将阴离子固定到交换位点。1型SBA树脂是通过应用三甲胺生产的,其产生氯离子(Cl -),而2型SBA树脂通过应用二甲基乙醇胺生产,其产生氢氧根离子(OH -)。
弱碱阴离子(WBA)交换树脂
WBA树脂通常由经过氯甲基化的聚苯乙烯基质组成,然后用二甲胺胺化。WBA树脂的独特之处在于它们不具有可交换的离子,因此用作酸吸收剂以除去与强无机酸相关的阴离子。
螯合树脂
螯合树脂是最常见的特种树脂类型,用于选择性去除某些金属和其他物质。在大多数情况下,树脂基质由聚苯乙烯组成,尽管多种物质用于官能团,包括硫醇,三乙基铵和氨基膦等。
D. 732离子交换树脂的成分作用及功能
凝胶型聚苯乙烯基树脂,标准命名为:001*7。苯环上经过磺化反应后带有磺酸基团,可以电离出H离子,用于交换金属离子。
E. 各种型号离子交换树脂
离子交换树脂有很多不同的型号,各种可以归类为不同的系列。
◇食品级树脂系列
1、C100EFG用于软化水,脱盐水,纯水和高纯水制备,污水处理,味精制造,医药提纯,化工催化,稀有金属分离等方面也有应用。
2、C104Plus还可用于从水溶液中选择性地回收过渡金属。弱酸性阳树脂被越来越多地应用于废水处理、降低环境污染等一些特殊应用领域。
3、C-107E软化水树脂应用于水处理中去除碳酸盐类,在较短的接触时间里对碱土金属具有很强的摄取能力。树脂主要应用于水的软化和脱盐。C-107E软化水树脂也可以用于选择性地回收水溶液中的过渡金属。
4、SR1LNa食品级树脂是一种颗粒均匀,凝胶型强酸性阳离子交换树脂。它具有极佳的物理、化学及热稳定性。SR1LNa 系根据离子交换树脂在生产过程中不得使用含氯溶剂的特殊规范下所开发出来的,因此适合使用于饮用水软化及相关食品加工(如蔗汁除钙处理等)的应用上。SR1LNa食品级树脂具有最佳物性和化学特质,符合饮用水业界的最严谨要求。非常适用于居家、政府、食品饮料行业水处理软化。
5、HCR-S/S 是通过食品级软化树脂,主要应用于饮用水以及食品行业的水质软化树脂。其生产过程中使用特殊的欧洲工艺,没有使用对人体有害的溶剂。
HCR-S/S卫生级软化树脂可以用于卫生要求比较高的食品、饮料、医药等行业的水质软化等。
◇强酸性阳离子交换树脂系列
1、C100, 强酸苯乙烯系树脂, 高交换容量,软化除盐树脂。
2、C100E, 强酸苯乙烯系树脂, 特别适用于家用或工业软化水的制备。
3、C120E, 强酸苯乙烯系树脂, 专为硬水软化设计,特别适用于小型家用。
4、C100×10, 强酸苯乙烯系树脂, 抗氧化性能优越,在混床中和阴离子有良好分离性能。
5、C150, 大孔强酸苯乙烯系树脂, 优良的耐磨和抗渗透冲击性能,适用于凝结水处理,连续交换及特殊应用。
6、C160, 大孔强酸苯乙烯系树脂, 极高的交联度,高交换容量,专为Quentin工序提供,用于处理工业废水,具有极好的抗氧化性能。
◇弱酸性阳离子交换树脂系列
1、C104E, 大孔弱酸丙烯酸系树脂,高交换容量,良好的动力学特性。
2、C105, 弱酸丙烯酸系树脂, 高交换容量,能除去暂时的硬度和碱度,并提供E极产品。
3、C106, 大孔弱酸丙烯酸系树脂, 极好的抗渗透冲击性能,供特殊用途,用于氨化凝结水和抗生素固定。
4、C107E, 大孔弱酸丙烯酸系树脂, 专为家用小型筒型交换器设计。
5、C115E, 弱酸甲基丙烯酸系树脂, 适用于特殊应用(制药,抗生素的固定)和Carix工序。
◇强碱性阴离子交换树脂系列
1、A400, 强碱苯乙烯系树脂, 高效除盐时有良好的动力学特性。
2、A600, 强碱苯乙烯系树脂, 用于制备高纯水,有良好的除硅能力。
4、A200, 强碱苯乙烯系树脂, 高机械强度,适用于在逆流再生中除硅和盐。
5、A500, 大孔强碱苯乙烯系树脂, 高交工作换容量,极高的机械强度和抗渗透性能,适用于凝结水处理和连续的交换系统,良好的除硅能力。
6、A500P, 大孔强碱苯乙烯系树脂, 用于处去有机杂质和糖汁脱色。
7、A510, 大孔强碱苯乙烯系树脂, 高交工作换容量,极高的机械强度和耐渗透性能,适用于除盐,流化床和连续的交换系统。
8、A850, 强碱丙烯酸系树脂, 高机械强度,易除去有机物,能反复使用,耐有机物污染,适用于除去水中的盐和糖汁脱色。
9、A870, 强碱丙烯酸系树脂, 高交换容量,易除去有机物,能反复使用,耐有机物污染,适用于水脱盐。
◇弱碱性阴离子交换树脂系列
1、A100, 大孔弱碱苯乙烯系树脂, 抗有机物污染,良好的耐渗透性能,选择性去除水和蔗糖中的盐。
2、A103S, 大孔弱碱苯乙烯系树脂, 葡萄糖和其它有机溶液除盐,脱色时有较高的交换容量,同样适用于乳清去除灰分。
3、A105, 大孔弱碱苯乙烯系树脂, 具有杰出的抗渗透冲击和有机物污染性能。特别适合于连续交换系统。
4、A830, 大孔弱酸丙烯酸系树脂, 高交换容量,适用于海水中除去硫酸盐,废水中和。
5、A845, 弱酸丙烯酸系树脂, 高交工作换容量,去除有机物或有机溶液(糖汁,凝胶)中的盐。
◇漂莱特混床树脂系列
1、MB400,混床抛光树脂, 生产高纯无硅脱盐水,电导率可达小于0.1uS/cm。
2、MB400QR,混床树脂,生产高纯无硅脱盐水,电导率可达小于0.1uS/cm。
3、MB35,混床树脂,生产高纯无硅脱盐水,电导率可达小于0.1uS/cm。
4、MB37,混床树脂, 不可再生的圆筒装置,可提供<0.1uS/cm的纯水。
F. 为什么聚苯乙烯可作为离子交换树脂骨架
PS结构具有交联网状结构,稳定性好,不易破碎,耐高温,耐腐蚀等。
G. 按离子交换树脂的结构如何划分离子交换树脂的种类
答:按离子交换树脂的结构,树脂可分为:
(1)
凝胶型树脂:用普通聚合法制成的离回子交换树脂都答是由许多不规则的网状高分子构成的,类似凝胶,这种树脂抗氧化性和机械强度较差,易受有机物污染。
(2)
大孔型树脂:大孔型树脂是由小块凝胶型树脂构成,孔眼存在于这些小块凝胶型之间,这样制出的树脂内部及表面有大量的网孔,且能除去胶体硅及大型分子化合物,抗有机污染能力也有所提高。
(3)
超凝胶型树脂:超凝胶型树脂机械强度较好,可以与大孔型树脂相比。
(4)
均孔型强碱型阴树脂:均孔型强碱型阴树脂可以防止有机物中毒,其对有机物的吸者是可逆的,所以不会被污染。
H. 001x7离子交换树脂中的001×7是什么意思
第一位数字代表活性基团,二位代表骨架,三位代表顺序号,四是交联度和联接符号,这就是001×7离子交换树脂型号意思…。一杰水质
I. 大孔阳离子交换树脂和凝胶阳离子交换树脂的区别
大孔型复树脂是制什么?
大孔型离子交换树脂是一种大孔结构且带有官能团的网状结构的聚合物,孔径不会随着环境、温度的变化而变化,孔径一般在10nm左右,外观一般为不透明乳白色。
凝胶型树脂是什么?
凝胶型离子交换树脂是离子交换树脂的一种,是由纯单体混合物经缩合或聚合而成的,外观一般为透明的球型颗粒,凝胶树脂的结构为微孔状,凝胶型离子交换树脂可以分为强酸性、弱酸性、强碱性、弱碱性及螯合性五种。
大孔型树脂和凝胶型树脂有什么区别?
大孔型离子交换树脂是针对凝胶型离子交换树脂的缺点而研制的,大孔型离子交换树脂和凝胶型离子交换树脂的主要区别就是它们的孔径不一样,凝胶型离子交换树脂的孔径一般在3nm以下,在干的凝胶型离子交换树脂中,这些孔径就会消失,而大孔型离子交换树脂的孔径一般在10nm左右,这些孔径的大小不会因为环境的变化而改变。
凝胶型离子交换树脂在干态和非水系统中不能使用,而且在使用的过程中可能会发生“中毒”的现象,从而失去离子交换的能力,而大孔型离子交换树脂能够在在干态和非水系统中使用,而且不会发生“中毒”的现象,但是大孔型离子交换树脂具有交换容量较低,再生时酸碱用量大及价格较高等缺点。