离子交换树脂的特点

2018-07-05

   离子交换树脂的应用十分广泛,如水处理、电解质溶液的分离及精制、药物的提取/浓缩/分离、糖液的脱盐/脱色、湿法冶金中的提取及分离等领域,随着离子交换技术的不断发展,离子交换树脂越来越显示出其“可深度净化、效率高及综合回收”的优越性,相比于同类产品,这是有由离子交换树脂的特点决定的——
    
   什么是离子交换树脂呢?
   
IUPAC(国际纯粹与应用化学联合会),离子交换树脂是苯乙烯或者丙烯酸、丙烯酯,通过聚合反应生成的三维空间体网状结构的基因,再在基因上导入不同类型的化学活性团而合成的难溶性球形颗粒高分子状聚合物,如下图:
     

   据其定义,可以简要分析出离子交换树脂的特点:网状结构、难溶(水、酸、碱、有机溶剂)、性质稳定(热、机械、化学)、含活性基团(-SO3H-COOH≡NROH)。
   离子交换树脂公司厂家津南大化工厂生产的苯乙烯离子交换树脂、软化水离子交换树脂等特点具体是:
   1、反应交换速度高效、快速,交换容量高,处理能力大,应用范围广,能除去各种不同的离子;
   2、具有超纯水出水最低的离子和金属残留特性;
   3、工作寿命长,无二次污染,可达到最低的TOC溶出物,使树脂反复再生使用;
   4、仅需4倍床层体积的冲洗便能使出水达到18.3兆;
   5、高度耐磨性,防止使用过程中出现破碎;
   6、具有更好的动力学性能,以及更高的交换容量和运行流速,使再生时的废水量大幅下降;
   7、颗粒更均匀,更易再生,冲洗速度快,离子泄漏率低,强度更高不易破损(树脂颗粒无裂纹率>95%);
   8、年补充量极低,使用户制水成本大幅降低。
 

   离子交换树脂的种类:
   离子交换树脂的全名称由分类名称、骨架(或基因)名称、基本名称组成;孔隙结构分凝胶型和大孔型两种(下图示),凡具有物理孔结构的称大孔型树脂,在全名称前加“大孔”。 
        
   离子交换树脂还可以根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂,化学水处理常用的离子交换树脂多为苯乙烯型和丙烯酸型。
   为了统一国产离子交换树脂的牌号,我国石油化学工业部于197771日制定了《离子交换树脂产品分类、命名及型号》的部颁标准,《标准》根据离子交换树脂功能基的性质,将其分为强酸、弱酸、强碱、弱碱、螯合、两性及氧化还原等七类。


   离子交换树脂的应用  
    
   1、水处理  
   用于水处理的量很大,占离子交换树脂的产量的90%以上。工业用水里存在两价的钙、镁离子和三价的铁离子,易使管道及锅炉结垢,出去这些金属离子的过程,称为水的软化。早期水的软化是使用沸石及磺化煤。现在多用聚苯乙烯-二乙烯苯磺化阳离子交换树脂,它在除去锅炉进料水的阳离子方面,具有稳定、高效率与高交换能力的优点。强碱性季胺阴离子交换树脂是第一个能除去含硅化物的离子交换树脂,它的发展使得水处理原先普遍使用的蒸馏法迅速被离子交换树脂所取代。在阴、阳离子树脂发展成功后,在单一离子交换塔内同时使用阴、阳离子树脂的研究,获得混床式处理方法的出现,这个特殊的处理方法可以完全除去水中存在的离子。采用混床技术,不仅可以大幅度提高纯水的品质,同时锅炉进水流量也大大提高。目前,离子交换树脂的最大消耗量是用在发电厂的纯水处理上,其次是原子能、半导体、电子工业等。使用离子交换树脂可制得超纯水,可以大幅度提高微小晶片的收率。
   2、食品工业
   离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工业,例如高果糖浆的制造是由玉米中萃取淀粉后,再经水解反应,产生葡萄糖和果糖,而后再经离子交换处理,可以生产高果糖浆;在葡萄糖转化成果糖的过程中,离子交换树脂可以成功地转化糖溶液完全去离子化。离子交换树脂应用在高果糖浆生产的消耗量仅次于水处理行业。
   3、制药工业
   离子交换树脂对发展新一代的抗菌素及对原有抗菌素的质量改良具有重要的作用,链霉素的开发成功即使突出的例子,羧酸性阳离子交换树脂不仅可从高浓度发酵液中吸附链霉素,同时可以去除杂质,所以离子交换树脂对高纯度抗菌素的大量生产贡献很大。
   4、合成化学和石油化学工业
   在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、醇醛缩合、水合等反应,而用离子交换树脂代替无机酸、碱,同样可进行上述反应,且优点更多,如树脂可反复使用,产品容易分离,反应器不会被腐蚀,不污染环境,反应容易控制等;大孔网状结构的强酸性离子交换树脂可应用于石油化学工业中非水溶液体系催化剂。
   5、环境保护
   许多水溶液或非水溶液中含有的有毒离子或非离子物质已可用离子交换树脂进行回收使用,如除去电镀废液中的金属离子,回收电影制片废液里的有用物质,除去废水中的苯酚及其衍生物以及农药废水的处理等。
   6、湿法冶金
   离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提炼铀及提取稀土金属和贵金属。
   7、离子交换树脂在现代制糖工业中起着很重要的作用。
   世界上许多糖厂制造精糖和高级食用糖浆,多数使用离子交换树脂将糖液脱色提纯,改变了过去传统用骨炭的精炼糖厂的工业,提高了效益。
   8、高新技术
   以离子交换树脂为基础的多种高新技术,如色谱分离法、离子排斥法、电渗析法等,各具独特的功能,可以进行各种特殊的工作,达到特殊的作用,如离子交换树脂作用于水中痕量离子的富集和分析,以及生化物质的分离、分析等。

     
   津南大化工厂生产苯乙烯离子交换树脂、软化水离子交换树脂等种类的树脂,工程师杨工精通离子交换树脂温度、离子交换树脂残留、离子交换树脂滤芯等使用技术技能,帮助您获得更高应用效益。