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離子交換樹脂基體組成與物理結構

2021-08-03 09:27:54

admin

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離子交換樹脂是我們在生產中常見的一種耗材，它是一種帶有官能團的，具有網狀結構的高分子化合物。離子交換樹脂的物理結構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，它們分別與交聯劑二乙烯苯產生聚合反應，形成具有長分子主鏈和交聯橫

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離子交換樹脂是我們在生產中常見的一種耗材，它是一種帶有官能團的，具有網狀結構的高分子化合物。離子交換樹脂的物理結構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，它們分別與交聯劑二乙烯苯產生聚合反應，形成具有長分子主鏈和交聯橫鏈的網絡骨架結構的聚合物。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。丙烯酸系樹脂可以交換吸附大多數離子型色素，脫色容量大，而且吸附在樹脂表面的物質比較容易清洗，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，吸附糖汁中的多酚類色素(包括帶負電的或不帶電的)，但在再生時這時物質比較難從樹脂上洗脫。因此，糖液可以先使用丙烯酸樹脂進行粗脫色，再用苯乙烯樹脂進行精脫色，這樣就可充分發揮兩者的長處。
離子交換樹脂交聯度，也就是樹脂基體聚合時所用二乙烯苯的百分數，對樹脂的性質影響非常大。通常，交聯度較高的樹脂聚合得比較緊密，強度與密度較高，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。應用在工業中的離子樹脂的交聯度一般不低于4%。用于脫色的樹脂的交聯度一般不高于8%。單純用于吸附無機離子的樹脂，它的交聯度比較高。
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單體聚合制成。如酚醛系(FP)、環氧系(EPA)、乙烯吡啶系(VP)、脲醛系(UA)等。

離子交換樹脂物理結構
凝膠型樹脂的高分子骨架，在干燥的情況下內部沒有毛細孔。它在吸水時潤脹，在大分子鏈節間形成很微細的孔隙，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物質，因后者的尺寸較大，如蛋白質分子直徑為5～20nm，不能進入這類樹脂的顯微孔隙中。
大孔型樹脂是在聚合反應中加入致孔劑，形成多孔海綿狀構造的骨架，內部有大量永久性的微孔，再導入交換基團制成。它并存有微細孔和大網孔(macro-pore)，潤濕樹脂的孔徑達100～500nm，樹脂孔徑的大小和數量都可以在制造時控制。

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