20140923离子交换树脂的基本性能及其影响因素
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离子交换树脂载量摘要:1.离子交换树脂的概述2.离子交换树脂的分类与特点3.离子交换树脂的应用领域4.离子交换树脂的载量及其影响因素5.如何选择和使用离子交换树脂6.离子交换树脂的再生与维护正文:离子交换树脂是一种广泛应用于水处理、化工、冶金、食品、制革、制药等领域的材料。
它通过选择、交换、吸附和催化反应,实现净化水、脱盐、脱色、分离、精制等目的。
离子交换树脂主要分为阳离子树脂和阴离子树脂。
阳离子树脂由苯乙烯和二乙烯苯共聚而成,带有磺酸基团,具有良好的交换容量和交换速度。
阴离子树脂则是在苯乙烯-二乙烯苯共聚基体上带有磺酸基团的离子交换树脂,具有高交换容量和快速交换的特点。
离子交换树脂的载量是指树脂中可交换离子的数量,它受到树脂的物理和化学性质、制备工艺、再生方式等因素的影响。
一般来说,载量越高,树脂的性能越好。
但载量并非唯一决定树脂性能的因素,还需考虑树脂的交换速度、机械强度、耐热性等指标。
在使用离子交换树脂时,应根据实际需求选择合适的树脂类型和规格。
对于水处理行业,通常选择强酸性和弱酸性离子交换树脂;在化工领域,可根据需要选择特定功能的离子交换树脂。
此外,在使用过程中,要定期检查树脂的性能,如发现性能下降,应及时进行再生处理。
离子交换树脂的再生主要有两种方法:一种是化学再生,使用酸或碱溶液对树脂进行处理,使其恢复交换能力;另一种是物理再生,通过加热、搅拌、洗涤等方式去除树脂上的吸附物,恢复其交换能力。
无论哪种方法,都需要注意再生剂的浓度、温度、时间等条件,以保证再生效果。
总之,离子交换树脂是一种重要的新型材料,其选择、使用和再生均需要专业知识。
离子交换树脂的基本性能及其影响因素离子交换树脂的基本性能包括以下几个方面,现分别简述如下:一、树脂的外观新的树脂因结构、基团、离子形态、制造工艺等因素的不同,而有黄色、褐色、白色、棕色、黑色、灰色等各种颜色,以满足具体使用中不同场合的需要。
常用水处理用的树脂外观一般为:凝胶型的苯乙烯系树脂一般为透明的淡黄色颗粒;而大孔树脂则为不透明(或微透明)颗粒;大孔苯乙烯系阳树脂一般为淡黄色或淡灰褐色颗粒,大孔苯乙烯系阴树脂为白色颗粒;丙烯酸系的树脂为白色或乳白色颗粒。
同一种树脂在不同的离子形态时会发生颜色上的变化,如001x7树脂由再生态到失效态时的颜色是由深到淡,由失效态到再生态,又由淡到深。
这种变化是可以逆转的,树脂受污染时,其颜色也会发生根本性的变化,其颜色的变化程度一般与树脂受污染的程度成正比,并且较难逆转。
因此,树脂在使用的过程中,要随时留意其颜色上的变化,以判断树脂污染的程度。
如201x7树脂受铁或有机物污染时,颜色变深甚至黑褐色。
001x7树脂受氧化剂破坏时,其树脂交联和交换基团都将被氧化,树脂的颜色也将变淡,树脂体积增大,由此树脂易碎和体积交换容量下降。
二、粒度树脂的粒度大小和均匀性,对运行的影响较大。
粒度大,比表面积就小,交换速度就慢;粒度太小,虽然交换速度快,但是,运行时的阻力又大;因此,国家标准根据不同的交换器床型(不同床型的运行流速不同)相对应的树脂型号,规定了相对较合理的粒径范围(参考国标)。
三、树脂的溶胀及转型体积改变率树脂在干燥的状态下(惰性树脂除外),遇水会迅速膨胀。
因此,当树脂脱水时,不能直接与水接触,而要用饱和的食盐水浸泡,减缓膨胀速度,防止树脂的破裂。
树脂不同的交联度,其膨胀系数也不同,体积改变率的大小与交联度成反比。
交换容量的大小与溶胀率成正比。
可交换离子价数越高,溶胀率越小。
同价离子,水合能力越强,溶胀率越大。
当然,树脂转型膨胀率的规律在实际的应用中较为复杂,因为它往往是多种离子间的交换。
离子交换树脂柱效影响因素
离子交换树脂柱是一种常用的分离纯化技术,其效果受多种因素影响。
以下是影响离子交换树脂柱效果的一些因素:
1. pH值,离子交换树脂柱的效果受溶液的pH值影响很大。
在不同的pH条件下,离子交换树脂的交换能力会有所不同。
因此,合适的pH条件对于实现理想的分离效果至关重要。
2. 离子浓度,溶液中离子的浓度对离子交换树脂柱的效果有显著影响。
通常来说,离子浓度越高,离子交换树脂柱的吸附容量就越大,但也可能导致离子交换饱和。
3. 温度,温度对离子交换树脂柱效果的影响也很大。
温度的变化会影响树脂的吸附和解吸速率,从而影响分离效果。
4. 流速,溶液在离子交换树脂柱中的流速也会影响效果。
流速过快可能导致溶质未能充分与树脂接触,而流速过慢则可能影响生产效率。
5. 离子交换树脂的类型,不同类型的离子交换树脂对不同离子
的吸附选择性不同,因此选择合适的树脂类型对于实现理想的分离
效果非常重要。
6. 树脂颗粒大小,树脂颗粒的大小也会影响离子交换树脂柱的
效果。
颗粒越小,比表面积越大,吸附效果可能会更好,但也可能
增加阻力。
7. 树脂的再生,离子交换树脂在使用一段时间后需要进行再生,再生的效果和方法也会影响离子交换树脂柱的效果。
综上所述,离子交换树脂柱效果受多种因素影响,包括溶液的
pH值、离子浓度、温度、流速、离子交换树脂的类型、树脂颗粒大
小以及树脂的再生等。
在实际应用中,需要综合考虑这些因素,优
化操作条件,以达到最佳的分离纯化效果。
关于影响离子交换树脂的因素分析探讨影响离子交换树脂的因素有如下六点:影响反渗透设备离子交换树脂的因素一:悬浮物和油脂水中的悬浮物会堵塞树脂孔隙,油脂会包住树脂颗粒,它们都会使交换能力下降。
影响反渗透设备离子交换树脂的因素二:有机物废水中某些高分子有机物与树脂活性基团的固定离子结合力很强,一旦结合就很难再生,结果降低树脂的再生率和交换能力,例如高分子有机酸与强碱性季胺基团的结合力就很大,难于洗脱。
影响反渗透设备离子交换树脂的因素三:.高价金属离子废水中Fc3+、AL3+、Cr3+等高价金属离广可能导致树脂中毒。
当树脂受铁离子中毒时,会使树脂的颜色变深。
高价金属离子易为树脂吸附,再生时难于把它洗脱下来,结果会降低树脂的交换能力。
为了恢复树脂的交换能力可用高浓度酸液长时间浸泡。
影响反渗透设备离子交换树脂的因素四:pH值离子交换树脂是由网状结构的高分子固体与附在母体上许多活性基团构成的不溶性高分子电解质。
强酸和强碱树脂的活性基团的电离能力很强,交换能力基本上与pH值无关,但弱酸性树脂在低pH值时不电离或部分电离,因此在碱性条件下,才能得到较大地交换能力。
弱碱性树脂在强酸性条件下才能有较大地交换能力。
影响反渗透设备离子交换树脂的因素五:水温水温高虽可加速离子地交换扩散,但各种离子交换树脂都有一定的允许使用温度范围。
水温超过允许温度时,合使树脂交换基团被分解破坏,从而降低树脂的交换能力,所以温度太高时,应进行降温处理。
影响反渗透设备离子交换树脂的因素六:氧化剂废水中如果含有氧化剂(如Cl2,O2,H2Cr2O7)时,会使树脂氧化分解。
强碱阴树脂容易被氧化剂氧化,使交换基团变成非碱性物质,可能完全丧失交换能力。
氧化作用也会影响交换树脂的母体,使树脂加速老化,结果使交换能力下降。
为了减轻氧化剂对树脂的影响,可选用交联度大的树脂或加入适当的还原剂。
离子交换影响因素离子交换是一种广泛应用于水处理、化工、环境保护等领域的方法,用于去除水中的杂质离子并改善水质。
离子交换的效果受多种因素的影响,下面将介绍其中的几个主要因素。
1. pH值:pH值是指溶液中氢离子的浓度,对离子交换有重要影响。
在弱酸性或强酸性条件下,离子交换树脂上的正离子容易被替换,而在弱碱性或强碱性条件下,离子交换树脂上的负离子容易被替换。
因此,在选择离子交换剂和控制水体pH值时需要考虑到这一因素。
2. 离子交换树脂的性质:离子交换树脂是离子交换的基础材料,其性质直接影响离子交换的效果。
离子交换树脂的基本性质包括交换容量、交换速度、选择性和稳定性等。
交换容量越大,交换速度越快,选择性越好,稳定性越强,离子交换的效果越好。
3. 水中离子浓度:水中离子浓度决定了离子交换的驱动力,即离子交换的趋势。
当水体中某种离子浓度高于离子交换树脂上的其他离子时,这种离子容易被交换。
因此,高浓度的杂质离子会降低交换树脂对其他离子的吸附能力。
此外,水中离子浓度还会影响交换树脂的饱和程度和再生过程的频率。
4. 温度:温度对离子交换的速率和选择性有重要影响。
一般来说,提高温度可以加快离子交换的速率,但同时也会降低选择性。
这是因为随着温度升高,离子交换树脂的受损机制会增加,使得对不同离子的选择性降低。
因此,在实际应用中需要根据具体情况控制温度。
5. 水的硬度:水的硬度是指水中钙离子和镁离子的含量,对离子交换的影响主要体现在交换树脂上。
高硬度水会导致交换树脂的硬度增加,减少其交换容量,从而影响离子交换的效果。
因此,在处理硬水时需要选择合适的交换树脂或采取其他预处理措施。
总之,离子交换是一种受多种因素影响的水处理方法。
pH值、离子交换树脂的性质、水中离子浓度、温度和水的硬度等因素都会对离子交换的效果产生影响。
因此,在实际应用中需要根据具体情况合理选择离子交换剂和交换树脂,以及控制水体的pH值、温度等参数,以达到最佳的离子交换效果。
离子交换树脂的吸附量离子交换树脂是一种常用的吸附材料,具有很高的吸附能力。
它的吸附量取决于多个因素,如树脂类型、离子浓度、温度等。
本文将从这些因素出发,探讨离子交换树脂的吸附量。
树脂类型是影响离子交换树脂吸附量的关键因素之一。
不同类型的树脂具有不同的结构和功能,因此其吸附量也会有所差异。
常见的离子交换树脂包括强酸型树脂、弱酸型树脂、强碱型树脂和弱碱型树脂。
强酸型树脂对酸性离子有较高的吸附能力,而强碱型树脂对碱性离子有较高的吸附能力。
因此,在选择树脂时,需要根据待吸附离子的性质来确定合适的树脂类型,以达到最佳的吸附效果。
离子浓度也会对离子交换树脂的吸附量产生影响。
一般来说,离子浓度越高,树脂的吸附量也会相应增加。
这是因为离子浓度越高,离子交换树脂中的活性位点与离子之间的竞争也就越激烈,从而增加了吸附的可能性。
但是,当离子浓度超过一定范围时,吸附量会饱和,此时再增加离子浓度已经无法提高吸附量。
温度也是影响离子交换树脂吸附量的重要因素。
一般来说,温度越高,树脂的吸附量也会相应增加。
这是因为温度的升高可以增加树脂表面的扩散速率,从而加快离子与树脂之间的反应速度,提高吸附效率。
但是,当温度超过某一临界值时,吸附量可能会下降,这是因为高温会导致树脂的结构变化,从而降低其吸附能力。
pH值也会对离子交换树脂的吸附量产生影响。
对于强酸型树脂和强碱型树脂来说,pH值越低,其吸附量越高;而对于弱酸型树脂和弱碱型树脂来说,pH值越高,其吸附量越高。
这是因为pH值的变化会改变树脂表面的电荷状态,进而影响与树脂表面相互作用的离子的吸附行为。
离子交换树脂的吸附量还受到其他因素的影响,如树脂的粒径、树脂床层厚度、流速等。
较小的树脂粒径和较薄的树脂床层可以增加树脂与溶液的接触面积,从而提高吸附效率。
较低的流速可以增加离子在树脂床层中停留的时间,有利于吸附过程的进行。
离子交换树脂的吸附量受到多个因素的影响,包括树脂类型、离子浓度、温度、pH值等。
离子交换树脂技术性能分析一、交流才能氢型阳离子交流树脂在水中可解离出氢离子(H+),当遇到金属离子或其它阳离子,就发作相互交流作用,但交流后的树脂,就不再是氢型树脂了。
例如,当水中的阳离子如钙离子、镁离子的浓度相当大时,磺酸型的阳离子交流树脂中的氢离子,可和钙、镁离子停止交流,而构成「钙型」或「镁型」的阳离子交流树脂,如下式: 2R-SO3H + Ca2+ → (R-SO3)2Ca + 2H+ (钙型强酸性阳离子交流树脂) 2R-SO3H + Mg2+ → (R-SO3)2Mg + 2H+(镁型强酸性阳离子交流树脂) 氢型阳离子交流树脂的交流才能与被交流的阳离子的价数有亲密关系。
在常温下,低浓度水溶液中,交流才能随离子价数增加而增加,即价数越高的阳离子被交流的倾向越大。
弱酸性阳离子交换树脂,离子交换树脂,沈阳树脂此外,若价数相同,离子半径越大的阳离子被交流的倾向也越大。
假如以自来水中经常呈现阳离子列为参考对象,则氢型阳离子交流树脂的交流才能次第可表示如下:强酸性:Fe3+>Fe2+>Mn2+>Ca2+>Mg2+>K+>NH4+>Na+>H+ 弱酸性:H+>Fe3+>Fe 2+>Mn2+>Ca2+>Mg2+>K+>NH4+>Na+ 由上述交流才能次第可知:强酸性与弱酸性阳离子交流树脂的母体,对阳离子交流才能次第完整相同,独一的差别是:两者对H+的交流才能不同,强酸性对氢离子的亲和力最弱,弱酸性对氢离子的亲和力最强,这个特性可能会深深影响它们在水草缸的作用与功用。
固然氢型弱酸性阳离子交流树脂对氢离子的亲合力最强,但氢离子(H+)与氢氧离子(OH-)分离成水(H2O)的亲合力更强,所以在碱性水质中,弱酸性阳离子交流树脂中的H+会快速被OH-所耗费,OH-主要来自KH硬度(HCO3-)的水解反响: HCO3- + H2O ←→ H2CO3 + OH- H+所遗留之「活性位置」再改由其它阳离子如Fe3+>Fe 2+>Mn2+>Ca2+>Mg2+……等依序取代,不断持续到HCO3-完整被消弭为止(KH=0)。
什么叫离子交换树脂的溶胀性?它与什么因素有关?
离子交换树脂是亲水性高分子化合物,当将干的离子交换树脂浸入水中时,其体积常常要变大,这种现象称为溶胀,使离子交换树脂含有水分。
影响离子交换树脂溶胀的因素主要有:
(1)交联度高交联度树脂的溶胀能力较低。
(2)活性基团活性基团越易电离,即交换容量愈高,树脂的溶胀性越大。
(3)溶液浓度溶液中电解质浓度越大,树脂内外溶液的渗透压差反而减小,树脂的溶胀就小,所以对于“失水”的树脂,应将其先浸泡在饱和食盐水中,使树脂缓慢膨胀,不致破碎,就是基于上述道理。
树脂的离子型不同,吸收水分的能力不同,因而树脂体积也不同。
这种变化称为转型膨胀,如001×7强酸性阳离子交换树脂由Na型变成H型,体积增加5%~10%,201×7强碱性阴离子交换树脂由Cl型变成OH型,其体积增加18%~22%。
由于树脂具有这种性能,因而在其交换和再生过程中会发生胀缩现象,多次的胀缩就容易促使颗粒破裂。
试分析影响离子交换过程的因素离子交换是化学科学中广泛应用的一种技术,可用于去除水中的离子,净化溶液,合成化合物等。
影响离子交换过程的因素很多,主要包括以下几个方面。
1. 离子交换树脂类型:离子交换树脂分为强弱两种类型,分别用于不同的应用场合。
强离子交换树脂对离子的吸附能力较强,适用于需要去除水中高浓度离子的场合,如淋洗废液处理、电镀废水处理等;弱离子交换树脂对离子的吸附能力较弱,适用于需要去除水中低浓度离子的场合,如饮用水处理、废水处理等。
2. pH值:离子交换树脂具有一定的pH敏感性,当pH值发生变化时,树脂表面的电荷状态也随之改变,从而影响离子交换效果。
因此,在使用离子交换树脂时需要控制水体的pH值,以使离子交换效果得到最大化。
3. 离子浓度:离子浓度是影响离子交换效率的关键因素之一。
一般情况下,离子浓度越高,离子交换的速度也就越快。
但是,如果离子浓度过高,就容易引起离子交换树脂的饱和,导致交换效益下降。
4. 水质成分:水质成分的差异也会对离子交换效果产生影响。
例如,硬度较高的水源中含有较高浓度的钙、镁等离子,这些离子容易与树脂表面的硫基等官能团相互作用,导致离子交换树脂饱和时间变短,交换效果降低。
5. 溶液温度:溶液温度也会影响离子交换效应。
在一定温度范围内,随着温度的升高,离子交换过程的速率也会逐渐加快。
但是温度过高则会影响离子交换树脂的稳定性,降低交换效果。
总之,离子交换技术是一种灵活、高效、实用的化学技术,其应用范围非常广泛。
了解影响离子交换效应的各种因素,从而有助于实现离子交换方案的优化,提高离子交换效益。
离子交换树脂的基本性能及其影响因素离子交换树脂的基本性能包括以下几个方面,现分别简述如下:一、树脂的外观新的树脂因结构、基团、离子形态、制造工艺等因素的不同,而有黄色、褐色、白色、棕色、黑色、灰色等各种颜色,以满足具体使用中不同场合的需要。
常用水处理用的树脂外观一般为:凝胶型的苯乙烯系树脂一般为透明的淡黄色颗粒;而大孔树脂则为不透明(或微透明)颗粒;大孔苯乙烯系阳树脂一般为淡黄色或淡灰褐色颗粒,大孔苯乙烯系阴树脂为白色颗粒;丙烯酸系的树脂为白色或乳白色颗粒。
同一种树脂在不同的离子形态时会发生颜色上的变化,如001x7树脂由再生态到失效态时的颜色是由深到淡,由失效态到再生态,又由淡到深。
这种变化是可以逆转的,树脂受污染时,其颜色也会发生根本性的变化,其颜色的变化程度一般与树脂受污染的程度成正比,并且较难逆转。
因此,树脂在使用的过程中,要随时留意其颜色上的变化,以判断树脂污染的程度。
如201x7树脂受铁或有机物污染时,颜色变深甚至黑褐色。
001x7树脂受氧化剂破坏时,其树脂交联和交换基团都将被氧化,树脂的颜色也将变淡,树脂体积增大,由此树脂易碎和体积交换容量下降。
二、粒度树脂的粒度大小和均匀性,对运行的影响较大。
粒度大,比表面积就小,交换速度就慢;粒度太小,虽然交换速度快,但是,运行时的阻力又大;因此,国家标准根据不同的交换器床型(不同床型的运行流速不同)相对应的树脂型号,规定了相对较合理的粒径范围(参考国标)。
三、树脂的溶胀及转型体积改变率树脂在干燥的状态下(惰性树脂除外),遇水会迅速膨胀。
因此,当树脂脱水时,不能直接与水接触,而要用饱和的食盐水浸泡,减缓膨胀速度,防止树脂的破裂。
树脂不同的交联度,其膨胀系数也不同,体积改变率的大小与交联度成反比。
交换容量的大小与溶胀率成正比。
可交换离子价数越高,溶胀率越小。
同价离子,水合能力越强,溶胀率越大。
当然,树脂转型膨胀率的规律在实际的应用中较为复杂,因为它往往是多种离子间的交换。
但这些规律的掌握,对设计不同交换器床型预留的膨胀空间具有重要的参考价值(尤其像双室固定床、双室浮动床等)。
四、水分一定离子型态的树脂其颗粒内所含的平衡水量是该树脂的固有特性。
同种树脂,不同的离子型态,其含水量也是不同的。
为此,国家标准也规定了各种树脂在特定的离子型态下的含水量。
树脂在使用的过程中,随着各种因素对树脂的损害,其含水量也会发生变化。
因此,树脂含水量的变化大小,也是判断树脂受损性程度的依据之一。
五、密度树脂的密度是其使用中经常要用的数据。
由于树脂基本上都是在湿态下运行,所以最常用的是湿真密度和湿视密度两种。
湿真密度是指单位真体积湿态树脂的质量。
真体积是指树脂颗粒本身所占有的体积,不包括颗粒间空隙的体积。
同批树脂,不同的粒径,其湿真密度是相同的。
湿真密度决定树脂的沉降速度,也直接影响反洗膨胀率的特性。
因此,在对反洗分层有严格要求的混床、双层床、三层床树脂,对其湿真密度也有较严格的范围要求。
湿视密度是指单位视体积湿态树脂的质量。
视体积也称堆积体积或表观体积,它包含树脂颗粒本身的固有体积及颗粒间的空隙体积。
同批树脂,不同的粒度,其湿视密度是不同的。
树脂装填时重量和体积之间的换算,都是用湿视密度来进行换算的。
根据湿真密度和湿真密度,可以按下式估算出树脂层里的空隙率:P=1-d视/d真式中:P指树脂的空隙率;d视指树脂的视密度;d真指树脂的真密度;六、交换容量树脂的交换容量有多种表示方法,最常用的有重量全交换容量、体积全交换容量、工作交换容量等。
全交是反应树脂的固有的容量大小,是一个定值。
而工交则是表现树脂在实际工作时能力的大小,它是一个变量,由众多的现场因素所决定,与工艺设计、设备制作、操作方法、再生剂质量、人为因素、介质好坏等等因素相关联,后面将陆续介绍。
七、耐热性各种树脂对温度的承受范围各不相同,超过此值,对其寿命就有一定的影响。
在常温(10-30℃)下,树脂的基本性能不会发生改变,但在非常温下,树脂会发生一些改变。
树脂耐热稳定性的一般规律是:阳树脂要比阴树脂的耐温性要好;加成聚合的树脂要比缩聚反应制作的树脂耐温性要好;盐型树脂要比游离酸或游离碱型树脂的耐温要好(弱酸、弱碱树脂除外);Ⅰ型强碱树脂要比Ⅱ强碱树脂的耐温性要好;弱碱树脂要比强碱树脂的耐温性要好;苯乙烯系树脂要比丙烯酸系树脂的耐温性要好。
水处理最常用的几种树脂的一般要求(实际使用中并没有这么高的温度):阳树脂的耐温性较好,强酸阳树脂可耐120℃的温度;弱酸阳树脂可控制在80℃;苯乙烯系的强碱树脂的温度不超过60℃,弱碱树脂的温度不超过80℃;丙烯酸系的强碱树脂的温度以不超过35℃为佳。
了解这些常用树脂的耐温特性,对在设计初期的树脂的选型有一定的参考价值。
八、树脂的抗冻性根据实际的经验,大孔树脂的抗冻性优于凝胶型树脂,凝胶型阴树脂的抗冻性比阳树脂好;树脂在水中的抗冻性比其置于空气中要好。
树脂在不同状态下的保存方法,在后面将有介绍。
离子交换树脂是一类不溶不熔的有机合成材料,既不溶于水和有机溶剂,也不溶于酸碱。
其耐热和耐化学稳定性也与其它类型的有机合成材料相似。
离子交换树脂的耐热性是指树脂的环境温度对树脂质量及使用寿命的影响。
离子交换树脂的耐化学稳定性是指水及有机溶剂、酸碱、和氧化剂等对树脂质量和使用寿命的影响。
一、水和有机溶剂对树脂的影响:离子交换树脂不溶于水和其它任何有机溶剂,但水和有机溶剂会对树脂有一定的溶胀,且有机溶剂不同,溶胀度也有差别。
一种常见的情况是由于树脂保存时间过长或保存不当而失水。
在失水较为严重时,如直接将树脂浸入水中,可能会由于水对树脂的急剧膨胀而造成树脂的破裂而影响树脂的强度。
尤其对凝胶型树脂而言影响更甚。
在这种情况下,需先将树脂浸入15%以上的NaCl溶液中数小时。
待树脂完全浸润后,再用水将盐水洗去即可。
如需要经常进行水溶液和有机溶剂对树脂交替处理时,树脂可能会经常经历体积收缩和膨胀,从而造成树脂的破碎,因此也应特别当心交替的速度。
二、环境和使用温度及酸碱对树脂的影响:随着环境和使用温度的提高,离子交换树脂的功能基团可能会脱落,从而降低树脂的交换容量。
在有酸或碱存在时,树脂功能基团的脱落速度有可能加速。
由于离子交换树脂种类和基质的不同,其耐热稳定性不同。
但总的来说,树脂的交联度越高,含水量越低,其耐热稳定性越差。
1、苯乙烯系强酸性和丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂:这两类树脂的耐温稳定性较好,其H型树脂可在100℃使用,而Na型树脂可在120℃使用。
能满足一般水处理及其它许多应用要求。
但有些特殊用途,如烯烃水合催化剂等,需要在150℃左右的高温,则需要特殊的耐温型树脂。
如,D002-II耐温型阳离子催化树脂可在170℃长期使用而交换基团不脱落。
2、苯乙烯系强碱I型阴离子交换树脂树脂:此类树脂Cl型最高使用温度为80℃,OH型最高使用温度为60℃。
主要是此类树脂在较高的温度下,其功能基团季铵盐会发生分解,从而降低其交换容量。
3、苯乙烯系强碱II-型阴离子交换树脂:此类树脂由于其功能基团季铵盐中有一个乙醇基,使得其在较高温度时降解的速度较I-型强碱树脂更快,其耐温性能也更差。
其Cl型树脂最高使用温度60℃,OH型树脂最高使用温度40℃。
4、丙烯酸系强碱和弱碱阴离子交换树脂:此类树脂,由于其交换基团是通过酰胺键与树脂骨架相连接,而酰胺键的化学稳定性较C-C键要低很多。
因此,该类树脂的化学稳定性较差。
在酸碱存在时又可加速酰胺键的分解,使其稳定性更低。
因此,使用此类树脂时,不但使用温度应控制,用酸碱对树脂进行处理或再生时,酸碱的温度也应该控制在较低的水平。
一般丙烯酸系强碱树脂的使用及再生温度最好不超过30℃,弱碱树脂的使用和再生温度不超过50℃。
三、氧化剂对树脂的影响:当离子交换树脂遇到强的氧化剂时会被氧化,树脂的强度和交换容量下降,从而对树脂的使用寿命产生影响。
强氧化剂的种类很多,但在树脂使用过程中经常遇到的主要为游离氯和水中溶解氧。
从以往的经验看,水中溶解氧对树脂氧化并不显著,影响较小。
而游离氯对树脂的氧化破坏能力很强,影响较大。
游离氯的来源主要为两个方面:对原水或物料进行消毒处理所残留的游离氯;再生或处理树脂所用盐酸质量较差所带入的游离氯(有些工业副产盐酸游离氯含量很高)。
游离氯对树脂的影响,因阴树脂和阳树脂而有所不同:对阳树脂,因为树脂的功能基团比较稳定,游离氯主要氧化降解阳树脂的骨架,从而使其水分升高,强度下降。
外观上可见树脂的颜色变淡。
对阴树脂,由于胺或铵较易被氧化,游离氯将先氧化破坏阴树脂的交换基团而使树脂的交换容量降低。
如果游离氯的量较多,将会进一步氧化破坏树脂的骨架,造成树脂强度降低。
但是,在实际应用中,由于阳树脂一般会置于阴树脂的前面,而游离氯的含量一般又较少,因而阳树脂遭到氧化攻击的可能较阴树脂大得多。
树脂被氧化后,不但质量下降,使用寿命缩短,而且有时还会影响出水或所处理物料的质量。
因此应尽可能避免,方法如下:尽可能使用质量较好的盐酸,避免由盐酸带入游离氯;使用活性炭处理含有游离氯的水或物料后,再使其接触树脂。
在离子交换树脂之前使用颗粒活性炭吸附柱,不但可以吸附有机物从而使树脂减少被污染的机会,还会有效去除游离氯,可对树脂起到双重保护作用;树脂的交联度越高,其耐氧化能力越强。
如已知系统中不可避免地会含有游离氯,则建议使用大孔型的离子交换树脂。
因为大孔型树脂的交联度一般较高,抗氧化能力较强。