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离子交换树脂基体组成与物理结构

2021-08-03 09:27:54

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离子交换树脂是我们在生产中常见的一种耗材，它是一种带有官能团的，具有网状结构的高分子化合物。离子交换树脂的物理结构主要分为凝胶型与大孔型，而组成基体的制造原料主要有苯乙烯和丙烯酸(酯)两大类。离子交换树脂组成基体离子交换树脂的基体制造原料主要分为苯乙烯和丙烯酸(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和交联横

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离子交换树脂是我们在生产中常见的一种耗材，它是一种带有官能团的，具有网状结构的高分子化合物。离子交换树脂的物理结构主要分为凝胶型与大孔型，而组成基体的制造原料主要有苯乙烯和丙烯酸(酯)两大类。

离子交换树脂组成基体
离子交换树脂的基体制造原料主要分为苯乙烯和丙烯酸(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和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，而丙烯酸系树脂的使用时间较晚。
两类离子交换树脂的吸附性能都非常好，但是具有不同特点。丙烯酸系树脂可以交换吸附大多数离子型色素，脱色容量大，而且吸附在树脂表面的物质比较容易清洗，方便再生，在糖厂中可作为脱色树脂。苯乙烯系树脂比较擅长吸附芳香族物质，吸附糖汁中的多酚类色素(包括带负电的或不带电的)，但在再生时这时物质比较难从树脂上洗脱。因此，糖液可以先使用丙烯酸树脂进行粗脱色，再用苯乙烯树脂进行精脱色，这样就可充分发挥两者的长处。
离子交换树脂交联度，也就是树脂基体聚合时所用二乙烯苯的百分数，对树脂的性质影响非常大。通常，交联度较高的树脂聚合得比较紧密，强度与密度较高，内部空隙较少，对离子的选择性较强。而交联度低的树脂孔隙较大，脱色能力较强，反应速度较快，但在工作时的膨胀性较大，机械强度稍低，比较脆而易碎。应用在工业中的离子树脂的交联度一般不低于4%。用于脱色的树脂的交联度一般不高于8%。单纯用于吸附无机离子的树脂，它的交联度比较高。
除了上述苯乙烯系和丙烯酸系这两大系列以外，离子交换树脂的基体还可由其他有机单体聚合制成。如酚醛系(FP)、环氧系(EPA)、乙烯吡啶系(VP)、脲醛系(UA)等。

离子交换树脂物理结构
凝胶型树脂的高分子骨架，在干燥的情况下内部没有毛细孔。它在吸水时润胀，在大分子链节间形成很微细的孔隙，通常称为显微孔(micro-pore)。湿润树脂的平均孔径为2～4nm(2×10－6 ～4×10－6mm)。
它比较适合用于吸附无机离子，它们的直径较小，一般为0.3～0.6nm。这类树脂不能吸附大分子有机物质，因后者的尺寸较大，如蛋白质分子直径为5～20nm，不能进入这类树脂的显微孔隙中。
大孔型树脂是在聚合反应中加入致孔剂，形成多孔海绵状构造的骨架，内部有大量永久性的微孔，再导入交换基团制成。它并存有微细孔和大网孔(macro-pore)，润湿树脂的孔径达100～500nm，树脂孔径的大小和数量都可以在制造时控制。

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