年产1000吨阳离子交换树脂的生产工艺设计说明书(6)
1.2.3 离子交换树脂的结构
(1)化学结构。化学结构包括三个部分，它们分别是高分子骨架、离子交换基团以及内部的孔洞。高分子骨架对离子交换树脂的强度、韧性起了决定性的因素，高分子交换基团则体现了离子交换树脂的特性，不同的离子交换树脂吸附分离的物质不一样原因就在于不同的离子交换树脂有不同的离子交换基团，这些基团会选择性的吸收。
(2)立体胶联结构。一般离子交换树脂都有立体交联结构，正是因为有立体胶联结构，离子交换树脂才能在水溶液和有机溶液中体现出化学、物理稳定性。交联的结构、程度会影响离子交换树脂的性能。
1.2.4离子交换树脂的性能
(1)物理性能
① 外形，包括了粒子的颜色、大小及形状。离子交换树脂因为交换基团不同，制作工艺不同，主体骨架机构不同，因此也就出项了白、褐色、黄、黑等不同颜色的外观。外观颜色的深浅也会随着交联度的改变而改变，交联度越大颜色也就越深。除了特别制造的交换纤文、带、片、膜等形状，离子交换树脂的形状通常为球形颗粒，球形颗粒的树脂加工容易，表面光滑且比表面积大，一般工厂制得的球形颗粒的直径范围在0.04~1.2mm之间。这些颗粒的大小不一，不能单独的用一个粒径作为一个指标，所以引入了粒径分布，用它来表明树脂颗粒所占粒径范围的含量。在工业生产上常用“目数”来表示球形颗粒的大小，目数与毫米之间的关系如表1-1所示
② 密度，密度包括了树脂干燥状态下的真密度，树脂溶胀后的真密度，树脂的表观密度和树脂堆积密度。树脂的干燥状态下的真密度是指树脂的骨架本身密度，树脂溶胀后的真密度是指树脂在水中充分浸泡达到溶胀后，经过加热后空气中所测得的密度，树脂的表观密度是指单位表观体积的质量，这里的单位体积只包含内部孔隙，没有颗粒间的空隙。树脂堆积密度是指单位体积的质量，它既包含了内部孔隙，同时也包含了颗粒间的空隙。
③ 孔径、孔度、孔的分布。孔度是指树脂内的孔隙体积占树脂真实体积的百分数。孔径是指微观下树脂孔道的直径，它们个不相同，不能直接用参数描述，所以人们一般使用平均半径和平均长度建立模型来描述孔径。孔的分布，是指树脂的孔的体积大小分布状况，它是描述多孔树脂的一个重要参数。
④ 比表面积。比表面积是指每克离子交换树脂树脂的表面积数，它是测定离子交换树脂吸附能力的重要性能参数之一。比表面的测定方法有气体吸附法、染料吸附法等。
⑤ 交联度。离子交换树脂的交联的程度直接影响离子交换树脂的性能，交联程度越高，离子交换树脂的含水量就越低，溶胀度也就越低，离子交换速度越慢，耐热性等下降，相对的，离子交换树脂的机械强度越高，耐氧性越高。离子交换树脂的实际交联度比理论交联度高，这是因为在生产制备过程中会发生附加交联，由于交联作用，树脂内部会形成网络结构，这些网络结构会形成不同孔径的孔，这些孔起到了了“离子筛”的作用。
⑥ 含水量。含水量是离子交换树脂的重要性能指标之一。它用单位质量经一定方法去除外部水分的是树脂内所含水分的百分数表示，离子交换树脂的含水量范围一般为30%~70%。离子交换树脂的含水量是由树脂的骨架结构，如交联度和功能基团的数量决定的。同种树脂，离子状态不同，含水量也不同，所以表示含水量时要表明树脂的类型。不同形态树脂含水量的顺序如下：
强酸性阳离子交换树脂的含水量顺序为
H＋ ＞Na＋ ＞NH4＋ ＞K＋
上一篇：离子液体催化下多组分反应的研究