離子交換樹脂的構(gòu)成和分類
（1）氫型陽離子交換樹脂是什么?
氫型陽離子交換樹脂（有時簡稱氫型樹脂）是一種人造有機(jī)聚合物產(chǎn)品。最常用的原料是：苯乙烯或丙烯酸（酯），先經(jīng)過聚合反應(yīng)生成具有三度空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物骨架（樹脂母體），再于骨架上導(dǎo)入不同的「化學(xué)活性基」而成。由于它的活性基，如磺酸基（-SO3H）、羧基（-COOH）等，都含有活性氫離子，可在水中解離出來，用于與其它陽離子進(jìn)行交換，所以特別在陽離子樹脂名稱之前再冠上“氫型”兩字，以與同一系統(tǒng)的“鈉型”種類有所區(qū)別。不過“鈉型”可以利用強(qiáng)酸處理成為“氫型”， “氫型”也可以用氫氧化鈉或食鹽水溶液處理成為“鈉型”，即二者可以互相轉(zhuǎn)換。氫型陽離子交換樹脂不溶于水和一般溶劑。和其它離子交換樹脂一般，常被制成顆粒狀，外觀看起來有些像魚卵，粒徑大約在0.3-1.2 mm之間，但大部分在0.4-0.6 mm范圍內(nèi)。化學(xué)性質(zhì)相當(dāng)穩(wěn)定，摸起來硬而有彈性，機(jī)械強(qiáng)度也足夠承受相當(dāng)壓力，顏色由白色至近乎黑色都有，顏色淺時呈透明狀，深時呈半透明狀，都有光鮮亮麗的樹脂光澤。氫型陽離子交換樹脂最常應(yīng)用的地方，就是硬水的軟化，即讓硬水流過樹脂層，把硬水中的硬度離子，如鈣、鎂等離子吸收在樹脂中，就變成不帶硬度離子的軟水了，這也是陽離子交換樹脂最初被制造的主要目的，但它在工業(yè)上應(yīng)用沒有「鈉型」來的多，因?yàn)樵谲浕^程中，它會直接釋出氫離子，使水質(zhì)呈酸性，可能會因此腐蝕相關(guān)金屬設(shè)備。依需要的不同，它也可以應(yīng)用到水質(zhì)預(yù)處理工藝中，用作軟化水質(zhì)及降低pH值之用。
- 樹脂有哪些種類？
根據(jù)樹脂主要性質(zhì)和類別之差異，在于它們的化學(xué)活性基種類之不同，因此氫型陽離子交換樹脂可依活性基（一種官能基）種類不同，分成兩種：強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂和弱酸性陽離子交換樹脂。如果用化學(xué)反應(yīng)來表示這兩種樹脂的差異性，我們可以描述如下(R代表樹脂母體)：強(qiáng)酸性：R-SO3H → R-SO3- ＋ H+ （H+容易解離，在水中呈強(qiáng)酸性），弱酸性： R-COOH → R-COO- ＋ H+ （H+不易解離，在水中呈弱酸性） 由于強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂的解離能力很強(qiáng)，所以在任何酸性或堿性溶液中均能解離和產(chǎn)生離子交換作用，其作用pH范圍介于1-14。反之，弱酸性陽離子交換樹脂的解離能力很弱，只能在弱酸性至堿性溶液中解離和產(chǎn)生離子交換作用，其作用pH范圍僅介于5-14。
|
