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離子交換樹脂的指標所代表具體含義是什么

來源:新能源網(wǎng)
時間:2024-08-17 13:46:09
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離子交換樹脂的指標所代表具體含義是什么【專家解說】:(東營市禾成化學(xué)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(jié)構(gòu)和性能因制造工藝的不同而不同,為此,對

【專家解說】:(東營市禾成化學(xué)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(jié)構(gòu)和性能因制造工藝的不同而不同,為此,對于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(lián)劑加入量的多少,對產(chǎn)品的物理化學(xué)性能有很大的影響,一般加交聯(lián)劑多(即交聯(lián)度大)的樹脂,由于許多苯乙烯鏈都被交聯(lián)成網(wǎng)狀,所以其產(chǎn)品有網(wǎng)孔小、機械強度大和穩(wěn)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(zhì),依其組成的不同,呈現(xiàn)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,由于可交換離子的轉(zhuǎn)換或受雜質(zhì)的污染等原因,其顏色會發(fā)生變化,但這種變化不能確切表明它發(fā)生了什么改變,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(shù)占顆粒總數(shù)的百分率,稱為圓球率。對于交換柱水處理工藝來說,圓球率愈大愈好,它一般應(yīng)達90%以上。 樹脂圓球率的測定方法,是先將樹脂在60℃烘干、稱重,然后慢慢倒在傾斜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,后者與前者比值的百分數(shù)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。用于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(zhì)的粒度一樣,可以用有效粒徑和不勻系數(shù)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(shù)據(jù)。例如在估算設(shè)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。干真密度即在干燥狀態(tài)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(jīng)過充分膨脹后,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后的堆積密度: 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(zhì)量,此值一般在0.60~0.85之間。陰樹脂較輕,偏于下限;陽樹脂較重,偏于上限。 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(lián)度和網(wǎng)眼中的孔隙率。樹脂的含水率愈大,表示它的孔隙率愈大,并聯(lián)度愈小。 5、溶脹性 當(dāng)將干的離子交換樹脂浸入水中時,其體積常常要變大,這種現(xiàn)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(lián)度。高交聯(lián)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(zhì)濃度愈大,由于樹脂內(nèi)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(zhì)??山粨Q的水合離子半徑愈大,其溶脹率愈大,故對于強酸和強堿性離子交換樹脂,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(zhuǎn)變成H型,強堿性陰離子交換樹脂由Cl型轉(zhuǎn)變成OH型,其體積均增加約5%。 由于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(fā)生脹縮現(xiàn)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,由于相互磨軋和脹縮作用,會發(fā)生碎裂現(xiàn)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(yīng)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于水的高分子化合物,但在產(chǎn)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(yīng)用的最初階段。這些物質(zhì)會逐漸溶解。 離子交換樹脂在使用中,有時也會發(fā)生轉(zhuǎn)變成膠體漸漸溶入水中的現(xiàn)象,即所謂膠溶。促使膠溶的因素有:樹脂的交聯(lián)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。特別是強堿性陰樹脂,它會因化學(xué)降解而產(chǎn)生膠溶現(xiàn)象。 所以在運行中要密切注意其運行條件:如離子交換樹脂處于蒸餾水中要比在鹽溶液中易膠溶,Na型比Ca型易膠溶。離子交換器備用后剛投入運行時,有時發(fā)生出水帶色的現(xiàn)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(xiàn)象就很嚴重。由于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(yīng)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,強堿性的約可耐60℃,弱堿性的可耐80℃以上。通常,鹽型要比酸型或堿型穩(wěn)定。 9、 抗凍性 根據(jù)對各種樹脂在-20℃的抗凍性試驗,發(fā)現(xiàn)大孔型樹脂的搞凍性優(yōu)于凝膠型樹脂,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(磨后圓球率高),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(fā)現(xiàn)磨后圓球率有所下降,裂球率提高,冰凍對浸在水中的001×7陽樹脂的磨后圓球率幾乎無影響;201×7陰樹脂不管濾干外部水分、還是浸在水中冰凍,磨后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(yīng)堆的企業(yè)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(dǎo)電性 干燥的離子交換樹脂不導(dǎo)電,純水也不導(dǎo)電,但用純水潤濕的離子交換樹脂可以導(dǎo)電,所以這種導(dǎo)電屬于離子型導(dǎo)電。這種導(dǎo)電在離子交換膜及樹脂的催化作用上很重要。 二、化學(xué)性能