強酸性丙烯酸系陽離子交換樹脂

A. 強酸性陽離子交換樹脂的氫型與鈉型有什麼區別么

一、氫型陽離子交換樹脂是什麼?氫型陽離子交換樹脂（有時簡稱「氫型樹脂」）是一種人造有機聚合物產品。最常用的原料是：苯乙烯或丙烯酸（酯），先經過聚合反應生成具有三度空間立體網狀結構的聚合物骨架（樹脂母體），再於骨架上導入不同的「化學活性基」而成。由於它的活性基，如磺酸基（-SO3H）、羧基（-COOH）等，都含有活性氫離子，可在水中解離出來，用於與其它陽離子進行交換，所以特別在陽離子樹脂名稱之前再冠上「氫型」兩字，以與同一系統的「鈉型」種類有所區別。不過「鈉型」可以利用強酸處理成為「氫型」，「氫型」也可以用「氫氧化鈉」溶液處理成為「鈉型」，即兩型樹脂實際上可以互相轉換。氫型陽離子交換樹脂不溶於水和一般溶劑。和其它離子交換樹脂一般，常被製成顆粒狀，外觀看起來有些像魚卵，粒徑大約在0.3
~
1.2
mm之間，但大部分在0.4
~
0.6
mm范圍內。化學性質相當安定，摸起來硬而有彈性，機械強度也足夠承受相當壓力，顏色由白色至近乎黑色都有，顏色淺時呈透明狀，深時呈半透明狀，都有光鮮亮麗的樹脂光澤。氫型陽離子交換樹脂最常應用的地方，就是硬水的軟化，即讓硬水流過樹脂層，把硬水中的「硬度離子」，如鈣、鎂等離子吸收在樹脂中，就變成不帶硬度離子的軟水了，這也是陽離子交換樹脂最初被製造的主要目的，但它在工業上應用沒有「鈉型」來的多，因為在軟化過程中，它會直接釋出氫離子，使水質呈酸性，可能會因此腐蝕相關金屬設備。依需要的不同，它也可以應用到水質預處理工藝中，用作軟化水質及降低pH值之用。
二、種類
樹脂主要性質和類別之差異，在於它們的化學活性基種類之不同，因此氫型陽離子交換樹脂可依活性基（一種官能基）種類不同，分成兩種：強酸性陽離子交換樹脂（strong-
acid
anion
exchange
resin）和弱酸性陽離子交換樹脂（weak
-
acid
anion
exchange
resin）。強酸性陽離子交換樹脂系因它的活性氫離子在水中很容易解離而得名，其骨架均為聚苯乙烯系統，主要產品是「磺酸型」強酸性陽離易解離而得名，骨架均為聚丙烯酸系統，主要產品是「羧酸型」弱酸性陽離子交換樹脂，通常顏色較?白色或淡黃色球狀子交換樹脂，通常顏色較深，棕黃色至綜色球狀顆粒，以綜色最常見；反之，弱酸性陽離子交換樹脂則是因它的活性氫離子在水中比較不容顆粒，以淡黃色最常見。如果用化學反應來表示這兩種樹脂的差異性，我們可以描述如下(R代表樹脂母體)：
強酸性：
R-SO3H
→
R-SO3-
＋
H+
（H+容易解離，在水中呈強酸性）弱酸性：
R-COOH
→
R-COO-
＋
H+
（H+不易解離，在水中呈弱酸性）
由於強酸性陽離子交換樹脂的解離能力很強，所以在任何酸性或鹼性溶液中均能解離和產生離子交換作用，其作用pH范圍介於1~14。反之，弱酸性陽離子交換樹脂的解離能力很弱，只能在弱酸性至鹼性溶液中解離和產生離子交換作用，其作用pH范圍僅介於5~14。

B. 陽離子交換樹脂的物理性質

1、離子交換樹脂顆粒尺寸：

離子交換樹脂一般呈顆粒狀，樹脂顆粒的尺寸是非常重要的，如果樹脂顆粒尺寸大的話，反應速度就比較慢一些，而樹脂顆粒尺寸小，反應速度較快，但是液體通過的阻力也比較大，需要較高的工作壓力，所以樹脂顆粒的大小一般是經過嚴格篩選才能夠確定，大多數的樹脂的尺寸的有效粒徑在0.4～0.6mm左右。

2、離子交換樹脂的密度：

離子交換樹脂的密度有兩種，一種是樹脂乾燥時的密度，被稱為真密度，另外一種是樹脂濕潤時的密度，被稱為視密度。樹脂的密度和樹脂的交聯度是息息相關的，交聯度高的樹脂密度一般也較高，而強酸性或強鹼性的樹脂要比弱酸性或弱鹼性樹脂的密度高一些。

3、離子交換樹脂的溶解性：

離子交換樹脂一般情況下是不溶性物質，不過樹脂在合成的過程中，可能會加入一些聚合度較低的物質，就會導致樹脂在工作時將這些物質溶解出來，根據統計交聯度較低和含活性基團多的樹脂，溶解傾向較大，我們在選擇樹脂時也要考慮到樹脂溶解性能不能符合自己的要求。

4、離子交換樹脂的耐用性：

離子交換樹脂在運輸、儲存、使用時，樹脂可能會發生摩擦、膨脹或者收縮等變化，長期使用後，還可以會發生樹脂破損等現象，所以在選擇樹脂時，樹脂的機械強度和耐磨性也是非常重要的一點，一般交聯度低的樹脂，耐磨性也較低。

5、離子交換樹脂的膨脹度：

離子交換樹脂體內本身就含有一定的水分，還有其他的親水基團，使用樹脂在與水接觸時，就會發生樹脂膨脹的現象，樹脂在轉型時，也會發生膨脹，比如樹脂由氫型轉為鈉型時，樹脂就會發生膨脹，一般情況下，樹脂的交聯度越低，膨脹度就越大，所以在樹脂在裝填時需要根據樹脂膨脹的大小，確認樹脂裝填的高度。

6、離子交換樹脂的水分：

一定離子型態的樹脂其顆粒內所含的平衡水量是該樹脂的固有特性。同種樹脂，不同的離子型態，其含水量也是不同的。為此，國家標准也規定了各種樹脂在特定的離子型態下的含水量。樹脂在使用的過程中，隨著各種因素對樹脂的損害，其含水量也會發生變化。因此，樹脂含水量的變化大小，也是判斷樹脂受損性程度的依據之一。

詳情點擊：網頁鏈接

C. 簡述離子交換樹脂的結構組成按活性基團不同可分為哪幾大類

離子交換樹脂的分類
（1）按骨架材料分類
按合成離子交換樹脂骨架材料的不同，離子交換樹脂可分為苯乙烯系、丙烯酸系、酚醛系、環氧系等。
（2）按交換基團的性質分類
根據交換基團的性質不同，離子交換樹脂可分為兩大類：凡與溶液中陽離子進行交換反應的樹脂，稱為陽離子交換樹脂，陽離子交換樹脂可電離的反離子是氫離子及金屬離子；凡與溶液中的陰離子進行交換反應的樹脂，稱為陰離子交換樹脂，陰離子交換樹脂可電離的反離子是氫氧根離子和酸根離子。
離子交換樹脂同低分子酸鹼一樣，根據它們的電離度不同又可將陽離子交換樹脂分為強酸性陽樹脂和弱酸性陽樹脂；可將陰離子交換樹脂分為強鹼性陰樹脂和弱鹼性陰樹脂。

D. 強酸性陽離子交換樹脂是危廢嗎

強酸性陽離子交換樹脂是危廢嗎
陰陽離子交換樹脂是危險廢物。根據危廢名錄和危版險廢物鑒定標准：權離子交換樹脂飽和後一般用酸、鹼反洗，反洗廢水含重金屬、酸鹼，屬危險廢物。

離子交換樹脂是帶有官能團(有交換離子的活性基團)、具有網狀結構、不溶性的高分子化合物。通常是球形顆粒物。離子交換樹脂還可以根據其基體的種類分為苯乙烯系樹脂和丙烯酸系樹脂。樹脂中化學活性基團的種類決定了樹脂的主要性質和類別。

E. 各種型號離子交換樹脂

離子交換樹脂有很多不同的型號，各種可以歸類為不同的系列。

◇食品級樹脂系列

1、C100EFG用於軟化水，脫鹽水，純水和高純水制備，污水處理，味精製造，醫葯提純，化工催化，稀有金屬分離等方面也有應用。

2、C104Plus還可用於從水溶液中選擇性地回收過渡金屬。弱酸性陽樹脂被越來越多地應用於廢水處理、降低環境污染等一些特殊應用領域。

3、C-107E軟化水樹脂應用於水處理中去除碳酸鹽類，在較短的接觸時間里對鹼土金屬具有很強的攝取能力。樹脂主要應用於水的軟化和脫鹽。C-107E軟化水樹脂也可以用於選擇性地回收水溶液中的過渡金屬。

4、SR1LNa食品級樹脂是一種顆粒均勻，凝膠型強酸性陽離子交換樹脂。它具有極佳的物理、化學及熱穩定性。SR1LNa 系根據離子交換樹脂在生產過程中不得使用含氯溶劑的特殊規范下所開發出來的，因此適合使用於飲用水軟化及相關食品加工(如蔗汁除鈣處理等)的應用上。SR1LNa食品級樹脂具有最佳物性和化學特質,符合飲用水業界的最嚴謹要求。非常適用於居家、政府、食品飲料行業水處理軟化。

5、HCR-S/S 是通過食品級軟化樹脂，主要應用於飲用水以及食品行業的水質軟化樹脂。其生產過程中使用特殊的歐洲工藝，沒有使用對人體有害的溶劑。

HCR-S/S衛生級軟化樹脂可以用於衛生要求比較高的食品、飲料、醫葯等行業的水質軟化等。

◇強酸性陽離子交換樹脂系列

1、C100, 強酸苯乙烯系樹脂, 高交換容量，軟化除鹽樹脂。

2、C100E, 強酸苯乙烯系樹脂, 特別適用於家用或工業軟化水的制備。

3、C120E, 強酸苯乙烯系樹脂, 專為硬水軟化設計，特別適用於小型家用。

4、C100×10, 強酸苯乙烯系樹脂, 抗氧化性能優越，在混床中和陰離子有良好分離性能。

5、C150, 大孔強酸苯乙烯系樹脂, 優良的耐磨和抗滲透沖擊性能，適用於凝結水處理，連續交換及特殊應用。

6、C160, 大孔強酸苯乙烯系樹脂, 極高的交聯度，高交換容量，專為Quentin工序提供，用於處理工業廢水，具有極好的抗氧化性能。

◇弱酸性陽離子交換樹脂系列

1、C104E, 大孔弱酸丙烯酸系樹脂，高交換容量，良好的動力學特性。

2、C105, 弱酸丙烯酸系樹脂, 高交換容量，能除去暫時的硬度和鹼度，並提供E極產品。

3、C106, 大孔弱酸丙烯酸系樹脂, 極好的抗滲透沖擊性能，供特殊用途，用於氨化凝結水和抗生素固定。

4、C107E, 大孔弱酸丙烯酸系樹脂, 專為家用小型筒型交換器設計。

5、C115E, 弱酸甲基丙烯酸系樹脂, 適用於特殊應用（制葯，抗生素的固定）和Carix工序。

◇強鹼性陰離子交換樹脂系列

1、A400, 強鹼苯乙烯系樹脂, 高效除鹽時有良好的動力學特性。

2、A600, 強鹼苯乙烯系樹脂, 用於制備高純水，有良好的除硅能力。

4、A200, 強鹼苯乙烯系樹脂, 高機械強度，適用於在逆流再生中除硅和鹽。

5、A500, 大孔強鹼苯乙烯系樹脂, 高交工作換容量，極高的機械強度和抗滲透性能,適用於凝結水處理和連續的交換系統，良好的除硅能力。

6、A500P, 大孔強鹼苯乙烯系樹脂, 用於處去有機雜質和糖汁脫色。

7、A510, 大孔強鹼苯乙烯系樹脂, 高交工作換容量，極高的機械強度和耐滲透性能,適用於除鹽，流化床和連續的交換系統。

8、A850, 強鹼丙烯酸系樹脂, 高機械強度，易除去有機物，能反復使用，耐有機物污染，適用於除去水中的鹽和糖汁脫色。

9、A870, 強鹼丙烯酸系樹脂, 高交換容量，易除去有機物，能反復使用，耐有機物污染，適用於水脫鹽。

◇弱鹼性陰離子交換樹脂系列

1、A100, 大孔弱鹼苯乙烯系樹脂, 抗有機物污染，良好的耐滲透性能，選擇性去除水和蔗糖中的鹽。

2、A103S, 大孔弱鹼苯乙烯系樹脂, 葡萄糖和其它有機溶液除鹽，脫色時有較高的交換容量，同樣適用於乳清去除灰分。

3、A105, 大孔弱鹼苯乙烯系樹脂, 具有傑出的抗滲透沖擊和有機物污染性能。特別適合於連續交換系統。

4、A830, 大孔弱酸丙烯酸系樹脂, 高交換容量，適用於海水中除去硫酸鹽，廢水中和。

5、A845, 弱酸丙烯酸系樹脂, 高交工作換容量，去除有機物或有機溶液（糖汁，凝膠）中的鹽。

◇漂萊特混床樹脂系列

1、MB400，混床拋光樹脂, 生產高純無硅脫鹽水，電導率可達小於0.1uS/cm。

2、MB400QR，混床樹脂,生產高純無硅脫鹽水，電導率可達小於0.1uS/cm。

3、MB35，混床樹脂，生產高純無硅脫鹽水，電導率可達小於0.1uS/cm。

4、MB37，混床樹脂, 不可再生的圓筒裝置，可提供＜0.1uS/cm的純水。

F. 離子交換樹脂的命名方式

離子交換抄樹脂的命襲名方式：
離子交換產品的型號以三位阿拉伯數字組成，第一位數字代表產品的分類，第二位數字代表骨架的差異，第三位數字為順序號用以區別基因、交聯劑等的差異。第一、第二位數字的意義，見表8-1。
表8-1 樹脂型號中的一、二位數字的意義
代號 0 1 2 3 4 5 6
分類名稱 強酸性 弱酸性 強鹼性 弱鹼性 螫合性 兩性 氧化還原性
骨架名稱 苯乙烯系丙烯酸系 醋酸系 環氧系 乙烯吡啶系 脲醛系 氯乙烯系
大孔樹脂在型號前加「D」，凝膠型樹脂的交聯度值可在型號後用「×」號連接阿拉伯數字表示。如D011×7，表示大孔強酸性丙烯酸系陽離子交換樹脂，其交聯度為7。
國外一些產品用字母C代表陽離子樹脂（C為cation的第一個字母），A代表陰離子樹脂（A為Anion的第一個字母），如Amberlite的IRC和IRA分別為陽樹脂和陰樹脂，亦分別代表陽樹脂和陰樹脂。

G. 陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂的區別

區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鹼性和弱鹼性兩類 (或再分出中強酸和中強鹼性類)。
離子交換樹脂對溶液中的不同離子有不同的親和力，對它們的吸附有選擇性。各種離子受樹脂交換吸附作用的強弱程度有一般的規律，但不同的樹脂可能略有差異。主要規律如下： (1) 對陽離子的吸附 高價離子通常被優先吸附，而低價離子的吸附較弱。在同價的同類離子中，直徑較大的離子的被吸附較強。一些陽離子被吸附的順序如下： Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+ (2) 對陰離子的吸附 強鹼性陰離子樹脂對無機酸根的吸附的一般順序為： SO42－> NO3－ > Cl－ > HCO3－ > OH－ 弱鹼性陰離子樹脂對陰離子的吸附的一般順序如下： OH－> 檸檬酸根3－ > SO42－ > 酒石酸根2－ >草酸根2－ > PO43－ >NO2－ > Cl－ >醋酸根－ > HCO3－ (3) 對有色物的吸附 糖液脫色常使用強鹼性陰離子樹脂，它對擬黑色素(還原糖與氨基酸反應產物)和還原糖的鹼性分解產物的吸附較強，而對焦糖色素的吸附較弱。這被認為是由於前兩者通常帶負電，而焦糖的電荷很弱。 通常，交聯度高的樹脂對離子的選擇性較強，大孔結構樹脂的選擇性小於凝膠型樹脂。這種選擇性在稀溶液中較大，在濃溶液中較小。

H. 陽離子交換樹脂的種類性能

離子交換樹脂在現代製糖工業中起著很重要的作用。世界上許多糖廠製造精糖和高級食用糖漿，多數使用離子交換樹脂將糖液脫色提純，而過去傳統用骨炭的精煉糖廠亦有逐漸轉向使用離子交換樹脂的趨勢。
離子交換技術有相當長的歷史，某些天然物質如泡沸石和用煤經過磺化製得的磺化煤都可用作離子交換劑。但是，隨著現代有機合成工業技術的迅速發展，研究製成了許多種性能優良的離子交換樹脂，並開發了多種新的應用方法，離子交換技術迅速發展，在許多行業特別是高新科技產業和科研領域中廣泛應用。近年國內外生產的樹脂品種達數百種，年產量數十萬噸。
在工業應用中，離子交換樹脂的優點主要是處理能力大，脫色范圍廣，脫色容量高，能除去各種不同的離子，可以反復再生使用，工作壽命長，運行費用較低(雖然一次投入費用較大)。以離子交換樹脂為基礎的多種新技術，如色譜分離法、離子排斥法、電滲析法等，各具獨特的功能，可以進行各種特殊的工作，是其他方法難以做到的。離子交換技術的開發和應用還在迅速發展之中。
離子交換樹脂的應用，是近年國內外製糖工業的一個重點研究課題，是糖業現代化的重要標志。膜分離技術在糖業的應用也受到廣泛的研究。
離子交換樹脂都是用有機合成方法製成。常用的原料為苯乙烯或丙烯酸(酯)，通過聚合反應生成具有三維空間立體網路結構的骨架，再在骨架上導入不同類型的化學活性基團(通常為酸性或鹼性基團)而製成。
離子交換樹脂不溶於水和一般溶劑。大多數製成顆粒狀，也有一些製成纖維狀或粉狀。樹脂顆粒的尺寸一般在0.3～1.2mm 范圍內，大部分在0.4～0.6mm之間。它們有較高的機械強度(堅牢性)，化學性質也很穩定，在正常情況下有較長的使用壽命。
離子交換樹脂中含有一種(或幾種)化學活性基團，它即是交換官能團，在水溶液中能離解出某些陽離子(如h 或na )或陰離子(如oh－或cl－)，同時吸附溶液中原來存有的其他陽離子或陰離子。即樹脂中的離子與溶液中的離子互相交換，從而將溶液中的離子分離出來。
樹脂中化學活性基團的種類決定了樹脂的主要性質和類別。首先區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鹼性和弱鹼性兩類 (或再分出中強酸和中強鹼性類)。
離子交換樹脂根據其基體的種類分為苯乙烯系樹脂和丙烯酸系樹脂，及根據樹脂的物理結構分為凝膠型和大孔型。
離子交換樹脂的品種很多，因化學組成和結構不同而具有不同的功能和特性，適應於不同的用途。應用樹脂要根據工藝要求和物料的性質選用適當的類型和品種。