阳离子交换树脂简介 .pdfVIP

阳离子交换树脂

编辑词条

阳离子交换树脂，一种化学物质，主要用于制造精糖和高级食用糖浆的提纯。

目

录

1简介

2种类性能

3基体组成

4物理结构

凝胶型树脂

大孔型树脂

5交换容量

6物理性质

树脂颗粒尺寸

树脂的密度

膨胀度

耐用性

选择性

7注意事项

8型号规格

9工业离子

1简介

离子交换法(ionexchangeprocess)是液相中的离子和固相中离子间所进行的的一种可逆性化

学反应，当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时，便会被离子交换固体吸附，为维

持水溶液的电中性，所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。离子交换树脂一般呈现

多孔状或颗粒状，其大小约为0.5~1.0mm，其离子交换能力依其交换能力特征可分：

1.强酸型阳离子交换树脂：主要含有强酸性的反应基如磺酸基（－SO3H），此离子交换树脂

可以交换所有的阳离子。

2.弱酸型阳离子交换树脂：具有较弱的反应基如羧基（－COOH基），此离子交换树脂仅可交

换弱碱中的阳离子如Ca2+、Mg2+，对于强碱中的离子如Na+、K+等无法进行交换。

阳离子树脂是以苯乙烯和二乙烯苯聚合，经硫酸磺化而制得的聚合物。生产过程中不含有

明胶及其它任何动物提取物。阳离子交换树脂遇水可将其本身的某一种具有活性的离子和

水中某电离子相互交换，即发生置换反应，去除水中可溶解的离子。阳离子交换树脂有粉状

和球状，都是人工合成的。

2种类性能

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，而过去传统用骨炭的精炼糖厂亦有逐渐转向使

用离子交换树脂的趋势。

离子交换技术有相当长的历史，某些天然物质如泡沸石和用煤经过磺化制得的磺化煤都可用

作离子交换剂。但是，随着现代有机合成工业技术的迅速发展，研究制成了许多种性能优良

的离子交换树脂，并开发了多种新的应用方法，离子交换技术迅速发展，在许多行业特别是

高新科技产业和科研领域中广泛应用。近年国内外生产的树脂品种达数百种，年产量数十万

吨。

在工业应用中，离子交换树脂的优点主要是处理能力大，脱色范围广，脱色容量高，能除去

各种不同的离子，可以反复再生使用，工作寿命长，运行费用较低(虽然一次投入费用较大)。

以离子交换树脂为基础的多种新技术，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，是其他方法难以做到的。离子交换技术的开发和应用还

在迅速发展之中。

离子交换树脂的应用，是近年国内外制糖工业的一个重点研究课题，是糖业现代化的重要标

志。膜分离技术在糖业的应用也受到广泛的研究。

离子交换树脂都是用有机合成方法制成。常用的原料为苯乙烯或丙烯酸(酯)，通过聚合反应

生成具有三维空间立体网络结构的骨架，再在骨架上导入不同类型的化学活性基团(通常为

酸性或碱性基团)而制成。

离子交换树脂不溶于水和一般溶剂。大多数制成颗粒状，也有一些制成纤维状或粉状。树脂

颗粒的尺寸一般在0.3～1.2mm范围内，大部分在0.4～0.6mm之间。它们有较高的机械强

度(坚牢性)，化学性质也很稳定，在正常情况下有较长的使用寿命。

离子交换树脂中含有一种(或几种)化学活性基团，它即是交换官能团，在水溶液中能离解出

某些阳离子(如h或na)或阴离子(如oh－或cl－)，同时吸附溶液中原来存有的其他阳离子

或阴离子。即树脂中的离子与溶液中的离子互相交换，从而将溶液中的离子分离出来。

树脂中化学活性基团的种类决定了树脂的主要性质和类别。首先区分为阳离子树脂和阴离子

树脂两大类，它们可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换。阳离子树脂又分为强酸

性和弱酸性两类，阴离子树脂又分为强碱性和弱碱性两类(或再分出中强酸和中强碱性类)。

离子交换树脂根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂，及根据树脂的物理结构

分为凝胶型和大孔型。

离子交换树脂的品种很多，因化学组成和结构不同而具有不同的功能和特性，适应于不同的

用途。应用树脂要根据工艺要求和物料的性质选用适当的类型和品种。

3基体组成

离子交换树脂的基体(matrix)，制造原料主要有苯乙烯和丙烯酸(酯)两大类，它们分别与交联

剂二乙烯苯产生聚合反应，形成具有长分子主链及交联横链的网络骨架结构的聚合物。苯乙

烯系树脂是先使用的，丙烯酸系树脂则用得较后。

这两类树脂的吸附性能都很好，但有不同特点。丙烯酸系树脂能交换吸附大多数离子型色素，

脱色容量大，而且吸附物较易洗脱，便于再生，在糖厂中可用作主要的脱色树