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离子交换树脂的分类与特性

离子交换树脂的分类与特性

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。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,膜,弱碱型阴离子交换树脂

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。

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。

离子交换树脂的分类：

能与溶液中样(阴)离子进行交换反映的功能性高分子聚合物成为离子交换树脂。通常可分为

七类：强酸型、强碱型、弱酸型、弱碱型、螯合型、两型、氧化还原性。水处理工程中用的最多的是：

强酸型、强碱型。

离子交换树脂的物理性能项目：

主要物理性能项目有：粒径、密度、含水量、耐磨性、耐热性和膨胀性。

粒径：粒径的大小关系到树脂的交换速度、交换能力、压力损失和反洗时树脂层展开高度等

性能。粒径太小，树脂容易流失。适合的粒径范围(粒度)如：0.315~1.25毫米，在一般水处理设备

中，有利于提高树脂的使用效果。

密度：通常用湿真密度和湿视密度来表示。当树脂在水中充分膨胀的情况下：树脂的重量与

其占有的(不包括树脂间空隙)体积之比叫湿真密度(又称湿真比重)。在使用中如有两种不同种类的树

脂混合，可利用湿真密度的不同进行分成。树脂的重量与其占有的(包括树脂间隙空间)体积之比叫湿

视密度。当用户设计某交换器时，可根据该交换器的装填体积和采用树脂的湿视密度，计算出需要装

填树脂的重量。

含水量：数字的结构中，亲水基团的水合水和交联网孔中少量的游离水组成了树脂的含水量。

一般来说，同一种树脂中，交换基团少的，其水合水也少;交联度高的，其水合水少。

耐磨性：树脂在储运中承受挤压，在使用中受到冲刷和摩擦，都会使树脂磨损、破裂。通常

用模拟树脂使用状态的磨后圆球率来表示它的性能好坏。

耐热性：树脂在使用时一般不能超过它的工作温度范围，工作温度过高会破坏树脂的结构，

工作温度太低，交换能力大大下降。

膨胀性：一般来说，湿树脂的体积要大于干树脂的体积。树脂在转型不同离子形态时，其体

积也会发生变