離子交換樹脂基體組成與物理結(jié)構(gòu)

2021-08-03 09:27:54

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離子交換樹脂是我們在生產(chǎn)中常見的一種耗材，它是一種帶有官能團(tuán)的，具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子化合物。離子交換樹脂的物理結(jié)構(gòu)主要分為凝膠型與大孔型，而組成基體的制造原料主要有苯乙烯和丙烯酸(酯)兩大類。離子交換樹脂組成基體離子交換樹脂的基體制造原料主要分為苯乙烯和丙烯酸(酯)兩大類，它們分別與交聯(lián)劑二乙烯苯產(chǎn)生聚合反應(yīng)，形成具有長分子主鏈和交聯(lián)橫

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離子交換樹脂是我們在生產(chǎn)中常見的一種耗材，它是一種帶有官能團(tuán)的，具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子化合物。離子交換樹脂的物理結(jié)構(gòu)主要分為凝膠型與大孔型，而組成基體的制造原料主要有苯乙烯和丙烯酸(酯)兩大類。

離子交換樹脂組成基體
離子交換樹脂的基體制造原料主要分為苯乙烯和丙烯酸(酯)兩大類，它們分別與交聯(lián)劑二乙烯苯產(chǎn)生聚合反應(yīng)，形成具有長分子主鏈和交聯(lián)橫鏈的網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)的聚合物。苯乙烯系樹脂是先使用的，而丙烯酸系樹脂的使用時(shí)間較晚。
兩類離子交換樹脂的吸附性能都非常好，但是具有不同特點(diǎn)。丙烯酸系樹脂可以交換吸附大多數(shù)離子型色素，脫色容量大，而且吸附在樹脂表面的物質(zhì)比較容易清洗，方便再生，在糖廠中可作為脫色樹脂。苯乙烯系樹脂比較擅長吸附芳香族物質(zhì)，吸附糖汁中的多酚類色素(包括帶負(fù)電的或不帶電的)，但在再生時(shí)這時(shí)物質(zhì)比較難從樹脂上洗脫。因此，糖液可以先使用丙烯酸樹脂進(jìn)行粗脫色，再用苯乙烯樹脂進(jìn)行精脫色，這樣就可充分發(fā)揮兩者的長處。
離子交換樹脂交聯(lián)度，也就是樹脂基體聚合時(shí)所用二乙烯苯的百分?jǐn)?shù)，對(duì)樹脂的性質(zhì)影響非常大。通常，交聯(lián)度較高的樹脂聚合得比較緊密，強(qiáng)度與密度較高，內(nèi)部空隙較少，對(duì)離子的選擇性較強(qiáng)。而交聯(lián)度低的樹脂孔隙較大，脫色能力較強(qiáng)，反應(yīng)速度較快，但在工作時(shí)的膨脹性較大，機(jī)械強(qiáng)度稍低，比較脆而易碎。應(yīng)用在工業(yè)中的離子樹脂的交聯(lián)度一般不低于4%。用于脫色的樹脂的交聯(lián)度一般不高于8%。單純用于吸附無機(jī)離子的樹脂，它的交聯(lián)度比較高。
除了上述苯乙烯系和丙烯酸系這兩大系列以外，離子交換樹脂的基體還可由其他有機(jī)單體聚合制成。如酚醛系(FP)、環(huán)氧系(EPA)、乙烯吡啶系(VP)、脲醛系(UA)等。

離子交換樹脂物理結(jié)構(gòu)
凝膠型樹脂的高分子骨架，在干燥的情況下內(nèi)部沒有毛細(xì)孔。它在吸水時(shí)潤脹，在大分子鏈節(jié)間形成很微細(xì)的孔隙，通常稱為顯微孔(micro-pore)。濕潤樹脂的平均孔徑為2～4nm(2×10－6 ～4×10－6mm)。
它比較適合用于吸附無機(jī)離子，它們的直徑較小，一般為0.3～0.6nm。這類樹脂不能吸附大分子有機(jī)物質(zhì)，因后者的尺寸較大，如蛋白質(zhì)分子直徑為5～20nm，不能進(jìn)入這類樹脂的顯微孔隙中。
大孔型樹脂是在聚合反應(yīng)中加入致孔劑，形成多孔海綿狀構(gòu)造的骨架，內(nèi)部有大量永久性的微孔，再導(dǎo)入交換基團(tuán)制成。它并存有微細(xì)孔和大網(wǎng)孔(macro-pore)，潤濕樹脂的孔徑達(dá)100～500nm，樹脂孔徑的大小和數(shù)量都可以在制造時(shí)控制。

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