1. 什麼叫做交聯度,對樹脂的性質有何影響
含水率:是指樹脂孔隙間所含的水份,一般在40%~69%之間。交聯度:是指樹脂在合成時,交聯劑的用量,一般在7%~10%之間。(如:二乙烯苯)關系:交聯度低,含水率高;交聯度高,含水率低。原因:交聯度的高低與樹脂孔隙率成反比,可理解為接觸面積大,孔隙就少。而孔隙率就直接和含水量成正比,因為水份都是在孔隙之中。所以,交聯度與含水率是反比關系。
2. 提高離子交換樹脂的交聯度有什麼用
樹脂的交聯度,即樹脂基體聚合時所用二乙烯苯的百分數,對樹脂的性質有很大影版響。通常,交聯度高的權樹脂聚合得比較緊密,堅牢而耐用,密度較高,內部空隙較少,對離子的選擇性較強;而交聯度低的樹脂孔隙較大,脫色能力較強,反應速度較快,但在工作時的膨脹性較大,機械強度稍低,比較脆而易碎。工業應用的離子樹脂的交聯度一般不低於4%;用於脫色的樹脂的交聯度一般不高於8%;單純用於吸附無機離子的樹脂,其交聯度可較高。
3. DVB的DVB-樹脂交聯度
聚苯乙烯型離子交換樹脂,是苯乙烯與二乙烯苯(DVB)經懸浮聚制而成。DVB是交聯劑。它使合成樹脂具有所希望的空間交聯結構和所要求的孔隙率。樹脂的交聯度以用DVB的百分比表示。如:001×7樹脂,其交聯度是7%,即含7%的DVB。
樹脂交聯度是離子交換樹脂的重要結構參數。它與樹脂的交換容量、選擇性、溶脹性、微孔尺寸、含水量、穩定性等密切相關.
4. 離子交換樹脂的選擇原則是什麼
離子交換樹脂的吸附交換原理:
離子交換樹脂本身的離子一般是低價離子,所以離子交換樹脂在與水接觸時,根據樹脂的吸附選擇性,會將水中的高價離子吸附,將低價離子釋放,而這些被釋放的低價離子會與水中的其他離子結合,成為無害的物質,而在實際使用的過程中,經常都是將樹脂轉化為其他的離子形式進行使用,比如一般陽離子交換樹脂會轉化為鈉型樹脂再進行使用,從而達到軟化水的目的。
離子交換樹脂的吸附順序:
1.離子交換樹脂對陽離子的吸附順序:
Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+
2.強鹼性陰離子交換樹脂對陰離子的吸附順序:
SO42- > NO3- > Cl- > HCO3- > OH-
3.弱鹼性陰離子交換樹脂對陰離子的吸附順序:
OH- > 檸檬酸根3- > SO42- > 酒石酸根2- >草酸根2- > PO43- >NO2- > Cl- >醋酸根- > HCO3-
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5. 離子交換樹脂和吸附樹脂為什麼必須是交聯結構
離子交換樹脂的交聯度是什麼?
離子交換樹脂中含交聯劑的重量稱為離子交換樹脂的交聯度,一般以百分比表示。交聯度是骨架結構的重要因素,離子交換樹脂的交聯度越高,樹脂的孔徑越緊,選擇性較強,含水量越少,交換容量越高,機械強度越好。交聯度越低,吸水量就越大,交換速度快,一般樹脂的交聯度在4-14%之間,交聯度為7%左右的性能是比較理想的。
樹脂交聯度與哪些性能相關?
1.樹脂的交聯度與樹脂的再生:
一般情況下,交聯度低的樹脂,再生比較容易,且再生的時間要短一些,相反交聯度越高的樹脂,再生比較困難,且再生反應時間較長,一般來說強酸性樹脂和強鹼性樹脂再生比較困難,而弱酸性或弱鹼性樹脂再生比較容易,凝膠型樹脂再生反應時間比較長,而大孔型樹脂反應時間較短。
2.樹脂的交聯度與樹脂的密度:
樹脂的交聯度與密度息息相關,一般情況下,交聯度越高的樹脂,密度就越高,而強酸性或強鹼性樹脂的密度高於弱酸或弱鹼性樹脂,大孔型樹脂的密度要比凝膠型樹脂較低一些。
3.樹脂的交聯度與樹脂的選擇性:
一般情況下,交聯度高的樹脂對離子的選擇性更強一些,大孔型樹脂的選擇性要小於凝膠型樹脂,這種選擇性在稀溶液中較大,在濃溶液中較小。
4.樹脂的交聯度與樹脂的耐用性:
交聯度低的樹脂較易碎裂,但樹脂的耐用性更主要地決定於交聯結構的均勻程度及其強度。如大孔樹脂,具有較高的交聯度者,結構穩定,能耐反復再生。
5.樹脂的交聯度與高分子骨架:
樹脂的骨架就是由化學單體和交聯劑組成的,比如說比較經常使用的聚苯乙烯樹脂,其化學單位是苯乙烯,交聯劑為二乙烯苯,共聚後生成球形小顆粒,再將離子交換基團引入。樹脂中引入的離子交換基團不同,其能交換的離子種類也不同。例如:
1.引入磺酸基(-SO3H)時為強酸陽離子交換樹脂
2.引入羧酸基(-COOH)時為弱酸陽離子交換樹脂
3.引入胺基[N(CH3)3OH]時則生成強鹼陰離子交換樹脂
4.引入亞胺基[N(CH3OH)2]時則生成弱鹼陰離子交換樹脂。
6. 離子交換樹脂的指標所代表具體含義是什麼
(東營市禾成化學科技有限公司的離子交換樹脂 )
離子交換樹脂是高分子化合物,所以它們的結構和性能因製造工藝的不同而不同,為此,對於商品離子交換樹脂的性能,必須用一系列指標加以說明。
同一類型的離子交換樹脂,其交聯劑加入量的多少,對產品的物理化學性能有很大的影響,一般加交聯劑多(即交聯度大)的樹脂,由於許多苯乙烯鏈都被交聯成網狀,所以其產品有網孔小、機械強度大和穩定性較好等特點,其特點是交換容量較小。
一、物理性能
1、外觀
⑴ 顏色。離子交換樹脂是一種透明或半透明的物質,依其組成的不同,呈現的顏色也各異,苯乙烯系均呈黃色,其他也有黑色及赤褐色的。樹脂的顏色稍深。樹脂在使用中,由於可交換離子的轉換或受雜質的污染等原因,其顏色會發生變化,但這種變化不能確切表明它發生了什麼改變,所以只可以作為參考。
⑵ 形狀。離子交換樹脂一般均呈球形。樹脂呈球狀顆粒數占顆粒總數的百分率,稱為圓球率。對於交換柱水處理工藝來說,圓球率愈大愈好,它一般應達90%以上。
樹脂圓球率的測定方法,是先將樹脂在60℃烘乾、稱重,然後慢慢倒在傾斜10°的玻璃上端,讓樹脂分散地向下自由滾動,將滾動下來的樹脂再稱重,後者與前者比值的百分數即為圓球率。
2、粒度
樹脂顆粒的大小對水處理的工藝過程有較大的影響。顆粒大,交換速度就慢;顆粒小,水通過樹脂層的壓力損失就大。如果各個顆粒的大小相差很大,則對水處理的工藝過程是不利的。這首先是因為小顆粒堵塞了大顆粒間的孔隙,水流不勻和阻力增大;其次,在反洗時流速過大會沖走小顆粒樹脂,而流速過小,又不能松動大顆粒。用於水處理的樹脂顆粒粒徑一般為0.3~1.2mm。樹脂粒度的表示法和過濾介質的粒度一樣,可以用有效粒徑和不勻系數表示。
3、密度
離子交換樹脂的密度是水處理工藝中的實用數據。例如在估算設備中樹脂的裝載量,需要知道它的密度。離子交換樹脂的密度有以下幾種表示法。
(1)干真密度。干真密度即在乾燥狀態下樹脂本身的密度:
干真密度 = g/mL
此值一般為1.6左右,在實用意義不大,常用在研究樹脂性能方面。
(2)濕真密度。濕真密度是指樹脂在水中經過充分膨脹後,樹脂顆粒的密度:
濕真密度 = g/mL
(3)濕視密度.濕視密度是指樹脂在水中充分膨脹後的堆積密度:
濕視密度 = g/mL
濕視密度用來計算交換器中裝載樹脂時所需濕樹脂的質量,此值一般在0.60~0.85之間。陰樹脂較輕,偏於下限;陽樹脂較重,偏於上限。
4、含水率
離子交換樹脂的含水率是指它在潮濕空氣中所保持的水量,它可以反映交聯度和網眼中的孔隙率。樹脂的含水率愈大,表示它的孔隙率愈大,並聯度愈小。
5、溶脹性
當將乾的離子交換樹脂浸入水中時,其體積常常要變大,這種現象稱為溶脹。
影響溶脹率大小的因素有以下幾種:
(1)溶劑。樹脂在極性溶劑中的溶脹性,通常比在非極性溶劑中強。
(2)交聯度。高交聯度樹脂的溶脹能力較低。
(3)活性基團。此基團愈易電離,樹脂的溶脹性愈強。
(4)交換容量。高交換容量離子交換樹脂的溶脹性要比低交換容量的強。
(5)溶液深度。溶液中電解質濃度愈大,由於樹脂內外溶液的滲透壓差減小,樹脂的溶脹率愈小。
(6)可交換離子的本質。可交換的水合離子半徑愈大,其溶脹率愈大,故對於強酸和強鹼性離子交換樹脂,溶脹率大小的次序為:
H+>Na+>NH4+>K+>Ag+
OH->HCO3≈CO32->SO42->Cl-
一般,強酸性陽離子交換樹脂由Na轉變成H型,強鹼性陰離子交換樹脂由Cl型轉變成OH型,其體積均增加約5%。
由於離子交換樹脂具有這樣的性能,因而在其交換和再生的過程中會發生脹縮現象,多次的脹縮就容易促使樹脂顆粒碎裂。
6、耐磨性
交換樹脂顆粒在運行中,由於相互磨軋和脹縮作用,會發生碎裂現象,所以其耐磨性是一個影響其實用性能的指標。一般,其機械強度應能保證每年的樹脂耗損量不超過3%~7%。
7、 溶解性
離子交換樹脂是一種不溶於水的高分子化合物,但在產品中免不了會含有少量低聚物。因這些低聚物較易溶解,所以其應用的最初階段。這些物質會逐漸溶解。
離子交換樹脂在使用中,有時也會發生轉變成膠體漸漸溶入水中的現象,即所謂膠溶。促使膠溶的因素有:樹脂的交聯度小、電離能力大、離子的水合半徑大,有時還有受高溫或被氧化的影響。特別是強鹼性陰樹脂,它會因化學降解而產生膠溶現象。
所以在運行中要密切注意其運行條件:如離子交換樹脂處於蒸餾水中要比在鹽溶液中易膠溶,Na型比Ca型易膠溶。離子交換器備用後剛投入運行時,有時發生出水帶色的現象,就是膠溶的緣故。
8、 耐熱性
各種樹脂所能承受的溫度都有限度,超過此溫度,樹脂熱分解的現象就很嚴重。由於各種樹脂的耐熱性能不一,所以對每種樹脂能承受的最高溫度,應由鑒定試驗來確定。一般陽樹脂可耐100℃或更高的溫度;陰樹脂,強鹼性的約可耐60℃,弱鹼性的可耐80℃以上。通常,鹽型要比酸型或鹼型穩定。
9、 抗凍性
根據對各種樹脂在-20℃的抗凍性試驗,發現大孔型樹脂的搞凍性優於凝膠型樹脂,實際上冰對大孔型樹脂沒有影響。凝膠型陽樹脂的抗凍性不如陰樹脂。無論陰、陽樹脂,機械強度好的(磨後圓球率高),抗凍性能也好。進行濾干外部水分的001×7陽樹脂10周期(凍干24h,再完全解凍24h為1周期)的測定,發現磨後圓球率有所下降,裂球率提高,冰凍對浸在水中的001×7陽樹脂的磨後圓球率幾乎無影響;201×7陰樹脂不管濾干外部水分、還是浸在水中冰凍,磨後圓球率和裂球率均變化不大,表明陰樹脂韌性較強。
10、 耐輻射性能
在有核反應堆的企業中,所用離子交換劑的抗輻射性是很重要的。一般而論,無機離子交換劑的耐輻射性能較好,而樹脂均易降解,其中又以陰樹脂為嚴重。
11、導電性
乾燥的離子交換樹脂不導電,純水也不導電,但用純水潤濕的離子交換樹脂可以導電,所以這種導電屬於離子型導電。這種導電在離子交換膜及樹脂的催化作用上很重要。
二、化學性能
7. 什麼是樹脂的交聯度,有沒有量綱
樹脂來的交聯度,即樹脂基自體聚合時所用二乙烯苯的百分數,對樹脂的性質有很大影響。通常,交聯度高的樹脂聚合得比較緊密,堅牢而耐用,密度較高,內部空隙較少,對離子的選擇性較強;而交聯度低的樹脂孔隙較大,脫色能力較強,反應速度較快,但在工作時的膨脹性較大,機械強度稍低,比較脆而易碎。工業應用的離子樹脂的交聯度一般不低於4%;用於脫色的樹脂的交聯度一般不高於8%;單純用於吸附無機離子的樹脂,其交聯度可較高。
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8. 什麼叫離子交換樹脂的選擇性與什麼因素有關
什麼是離子交來換源樹脂的選擇性?
離子交換樹脂的選擇性是指離子交換樹脂能吸附的金屬離子,污水中有很多金屬離子而離子交樹脂不可能可以把所有的金屬離子都吸咐干凈的,有一些金屬離子樹脂對它的吸附能力是比較弱的而有一些則比較強,也就是說離子交換樹脂只能針對性的吸附某一些金屬離子,這就是離子交換樹脂的選擇性。
離子交換樹脂的選擇性怎樣?
離子交換反應和其他化學反應一樣,完全服從質量作用定律。離子交換親和力,也就是離子交換樹脂對水中金屬離子的吸附能力。離子交換樹脂對離子的吸附能力與離子半徑大小和離子所帶的電荷數有關。離子交換樹脂的吸附能力與金屬離子的電荷數、價態和金屬離子的半徑成正比。
離子交換樹脂的選擇性:
經過實驗證明,低濃度、常溫下,離子交換樹脂對不同離子的吸附能力順序有下列規律。
陽離子交換樹脂對金屬離子的吸附順序是:
Fe3+>Al3+>Pb2+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>H+。
強鹼性陰離子樹脂對陰離子的吸附順序是:
SO42->NO3->CI->HCO3->OH-。
弱鹼性陰離子樹脂對陰離子的吸附順序是:
OH->檸檬酸根3->SO42->酒石酸根2->草酸根2->PO43->NO2->Cl->醋酸根-
>HCO3-。
9. 在離子交換色譜操作中,怎樣選擇離子交換樹脂
需要考慮哪些因素?
顆粒尺寸:
樹脂一般是顆粒狀的固體,離子交換樹脂顆粒的尺寸是非常重要的一個因素,樹脂顆粒太大,反應速度就比較慢一些,樹脂顆粒小,反應的速度就快一些,但是樹脂的顆粒太小,液體通過時的阻力就會增大,所以一般樹脂的尺寸都是經過嚴格的篩選之後,才能夠確定,一般樹脂的顆粒尺寸在0.4-06mm左右。
交聯度:
樹脂中含交聯劑的重量稱為離子交換樹脂的交聯度,一般以百分比表示。樹脂的交聯度與樹脂的再生、密度、選擇性、耐用性都是息息相關的,交聯度越高,樹脂的再生就比較困難、密度就越高、選擇性更強、耐用性也好一些,交聯度越低則相反。一般樹脂的交聯度在4-14%之間,交聯度為7%左右的性能是比較理想的。
耐熱性:
樹脂無論是儲存還是使用,都需要考慮到溫度的問題,不同的樹脂因為使用的材質不同,具有不同的耐溫性,一般超純水設備樹脂可耐100℃或更高些的溫度,而H型應在100~120℃下使用。苯乙烯系陰樹脂、強鹼性陰離子交換樹脂的使用溫度不超過50~60℃,弱鹼性陰離子交換樹脂可在80℃下使用,丙烯酸系強鹼性陰樹脂的使用溫度應低於38℃。
交換容量:
離子交換樹脂的交換容量,簡單來說就是樹脂能夠交換多少離子,一般單位是meq/g(干樹脂)或 meq/mL(濕樹脂),交換容量可以分為三種,分別是「總交換容量」、「工作交換容量」和「再生交換容量」
10. 離子交換樹脂的含水率與交聯度有什麼關系,為什麼
含水率:是指樹脂孔隙間所含的水份,一般在40%~69%之間。
交聯度:是指樹脂在合成時,交聯劑的版用量,一般在7%~10%之間。權(如:二乙烯苯)
關系:交聯度低,含水率高;交聯度高,含水率低。
原因:交聯度的高低與樹脂孔隙率成反比,可理解為接觸面積大,孔隙就少。而孔隙率就直接和含水量成正比,因為水份都是在孔隙之中。所以,交聯度與含水率是反比關系。