离子交换树脂应为不溶性物质。但树脂在合成过程中夹杂的聚合度较低的物质,及树脂分解生成的物质,会在工作运行时溶解出来。交联度较低和含活性基团多的树脂,溶解倾向较大。
树脂在干燥时的密度称为真密度。湿树脂每单位体积(连颗粒间空隙)的重量称为视密度。树脂的密度与它的交联度和交换基团的性质有关。通常,交联度高的树脂的密度较高,强酸性或强碱性树脂的密度弱酸或弱碱性者,而大孔型树脂的密度则较低。
离子交换树脂含有大量亲水基团,与水接触即吸水膨胀。当树脂中的离子变换时,如阳离子树脂由H+转为Na+,阴树脂由Cl-转为OH-,都因离子直径增大而发生膨胀,增大树脂的体积。通常,交联度低的树脂的膨胀度较大。在设计离子交换装置时,考虑树脂的膨胀度,以适应生产运行时树脂中的离子转换发生的树脂体积变化。
树脂在水处理工艺中的用途十分广泛。在给水处理中,可用于水质软化和脱盐,制取软化水、纯水和超纯水;在废水处理中,可除去废水中的某些有害物质,回收有价值化学品、重金属和稀有元素,在化工、生物制药等方面,能有效进行分离、浓缩、提纯等。
树脂的特点,其单元结构主要由三部分组成:不溶性的三维空间网状骨架、连接在骨架上的功能基和功能基团所带的相反电荷的可交换离子。随着离子交换技术的不断发展,树脂在水处理领域的应用不断扩大,越来越显示出它的性,具有可深度净化、、可再生性强等优点。
离子交换树脂基质通过在称为聚合的过程中使烃链彼此交联而形成。交联使树脂聚合物具有更强,更有弹性的结构和更大的容量(按体积计)。虽然大多数IX树脂的化学组成是聚苯乙烯,但某些类型是由丙烯酸(丙烯腈或丙烯酸甲酯)制造的。然后树脂聚合物经历一种或多种化学处理以将官能团结合到位于整个基质中的离子交换位点。这些官能团赋予IX树脂其分离能力,并且从一种树脂到下一种树脂会有很大差异。
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