离子交换树脂工艺聚合方法,离子交换树脂的聚合方法
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1、什么是离子交换树脂原理及使用方法?
离子交换树脂是一类带有功能基的网状结构的高分子化合物,它由不溶性的三维空间网状骨架、连接在骨架上的功能基团和功能基团上带有相反电荷的可交换离子三部分构成。
即离子交换树脂对水中某种离子能优先交换的性能。除与树脂类型有关外,还与水中湿度和离子浓度有关。⑨离子交换平衡 离子交换反应是可逆反应,服从质量作用定律和当量定律。
离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料。在溶液中它能将本身的离子与溶液中的同号离子进行交换。按交换基团性质的不同,离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两类。
离子交换是一种可逆的化学反应,其中从溶液中除去溶解的离子并用相同或类似电荷的其他离子替换。离子交换树脂本身不是化学反应物,而是促进离子交换反应的物理介质。树脂本身由形成烃网络的有机聚合物组成。
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。
2、聚苯乙烯离子交换树脂是采用什么聚合实施方法聚合的
不相同;聚乳酸的聚合方式为缩聚,聚苯乙烯的聚合方式为加聚。缩聚(也叫缩合聚合)是发生在官能团之间的,缩聚反应会有小分子生产,如水、醇、氨、氯化氢等。
它通常使用自由基聚合方法,在经过预处理和稳定剂处理后,将聚苯乙烯单体和催化剂混合后进行气相聚合。通过控制反应条件,如温度、压力和催化剂浓度等,可以获得不同粒径和分布的聚苯乙烯。
苯乙烯中乙烯基和苯环形成共轭双键,电子云松散,因而自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合、配位聚合均可合成PS。工业上通常采用自由基聚合,GPPS和HIPS通常用本体聚合,EPS通常用悬浮聚合。另外PS还可采用各类活性聚合方法。
聚苯乙烯是由苯乙烯单体聚合而成,苯乙烯则由苯和乙烯合成。按聚合方法分有本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合和溶液聚合,常见的是悬浮法聚合的树脂为白色小颗粒粉状。聚苯乙烯的缩写代号是PS。
通用级聚苯乙烯,是以苯乙烯为单体经过自由基聚合或离子型聚合制得的。生产方法有本体聚合法、溶液聚合法、悬浮聚合法和乳液聚合法等。目前工业化生产所采用的主要是悬浮聚合法和本体聚合法。
3、离子交换树脂的工艺特性
弱酸性阳离子树脂:这类树脂含弱酸性基团,如羧基-COOH,能在水中离解出H 而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团,如R-COO-(R为碳氢基团),能与溶液中的其他阳离子吸 附结合,从而产生阳离子交换作用。
离子交换树脂是带有官能团(有交换离子的活性基团)、具有网状结构、不溶性的高分子化合物。通常是球形颗粒物。离子交换树脂的全名称由分类名称、骨架(或基因)名称、基本名称组成。
耐磨性 反映的是树脂的机械强度,应保证每年树脂耗量不超过7%。溶解性 离子交换树脂内含有低聚合物要逐渐溶解,使用过程中也会发生胶溶。导电性 干的离子交换树脂不导电,湿的离子交换树脂可电导。
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。
离子交换树脂是一种传统的水处理工艺,其中水中的各种阴离子和阳离子被阴离子交换树脂和阳离子交换树脂所取代。
4、离子交换树脂
含酸性基团的离子交换树脂,能同溶液里的阳离子起交换反应 ,称阳离子交换树脂;含碱性基团的则称为阴离子交换树脂 。
阳离子交换树脂大都含有磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基团,其中的氢离子能与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换。
水处理去除钙镁离子从而达到软化硬水的过程也是用阳离子交换树脂,不过一般是用钠盐型。再生使用的是工业氯化钠即食盐。
离子交换法主要优点是设备简单、节约能源、成本低,所制得水的化学纯度高。常用的离子交换树脂有两种:一种是732型苯乙烯强酸性阳离子交换树脂,其极性基团是磺酸基,可用RSO3-H 和RSO3-Na 表示,前者叫氢型,后者叫钠型。
阴离子交换树脂含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亚胺基(—NH2)等碱性基团。它们在水中能生成OH-离子,可与各种阴离子起交换作用,其交换原理为 R—N(CH3)3OH+Cl- R—N(CH3)3Cl+OH-。
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