罗门哈斯是离子交换树脂的发明者和技术领先者,是世界上最大的离子交换树脂制造商,为全球100多个国家及地区的客户提供优质的产品和服务。

简介

罗门哈斯Amberjet系列均粒树脂,UP系列和MB抛光树脂以及Amberlite系列品牌,已经成为全球在纯水超纯水应用产品的标志,其产品特点是交换速度快,交换容量高;使用寿命长,不需要预处理等。

罗门哈斯是美国最大的专门研究制造精细化学品及其中间体的跨国公司。在全球,罗门哈斯拥有150家制造厂和研究机构,年销售额近70亿美元,在世界精细化工界位居第二。罗门哈斯也是世界上最主要的丙烯酸单体及聚合物的供应商,其三千余种产品主要应用于涂料、建材、纺织、纸品、皮革,压敏胶等领域;此外,产品领域还包括杀生剂、离子交换树脂、功能化学品、塑料添加剂、农药和电子化学品,胺及其盐类。

使用与颐养

树脂在使用过程中应防止悬浮物、有机化合物及油类等的污染。酸性氧化废水进入阴树脂前应去除重金属离子,以防止重金属对树脂的催化作用。每次设备运行完毕后应将交换柱中废水排回废水池,代之以自来水或净化水浸泡。树脂饱和后要及时再生,再生后不宜长期在原液中浸泡停放,应及时淋洗干净。

失效度与再生度

在离子交换树脂的交换过程中,当树脂上的可交换离子“全部”被交换完了时,树脂就不再具有交换水中离子的作用了。我们称离子交换树脂的这种现象为“失效”。树脂的再生度是指树脂再生后,已获得再生的工作交换容量与该树脂全部工作交换容量比值。

性能

由于罗门哈斯树脂的高碱基对弱酸性物质拥有极佳的亲合力,因此使用于逆向再生系统时,可得到极少至数个ppb的二氧化硅泄漏量。其工作交换容量及离子泄漏量将依数个参考而有所不同,如原水水质、温度及再生剂量等。

使用范围

罗门哈斯树脂适合于工业用途,其它如医药、食品处理及饮用水等用途,请使用单位与本公司联络,以取得有关离子交换树脂的种类选择及最佳操作条件的建议。

物理结构

离子树脂常分为凝胶型和大孔型两类。

凝胶型

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)。

这类树脂较适合用于吸附无机化合物离子,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

大孔型树脂是在聚合反应时加入致孔剂,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,其大小和数量都可以在制造时控制。孔道的表面积可以增大到超过1000m2/g。江苏色可赛思树脂有限公司整理这不仅为离子交换提供了良好的接触条件,缩短了离子扩散的路程,还增加了许多链节活性中心,通过分子间的范德华引力(Van de Waals force)产生分子吸附作用,能够像活性炭那样吸附各种非离子性物质,扩大它的功能。一些不带交换功能团的大孔型树脂也能够吸附、分离多种物质,例如化工厂废水中的酚类物。

高分子多孔微球内部的孔隙又多又大,表面积很大,活性中心多,离子扩散速度快,离子交换速度也快很多,约比凝胶型树脂快约十倍。使用时的作用快、效率高,所需处理时间缩短。大孔树脂还有多种优点:耐溶胀,不易碎裂,耐氧化,耐磨损,耐热及耐温度变化,以及对有机大分子物质较易吸附和交换,因而抗污染力强,并较容易再生。

工作原理

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丙烯酸(),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。

应用领域

主要用于分离和提纯。例如用于硬水软化和制取去离子水、回收工业废水中的金属、分离稀有金属和贵金属、分离和提纯抗生素等。

在工业应用中,离子交换树脂的优点主要是处理能力大,范围广,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。

1)水处理

水处理领域离子交换树脂的需求量很大,约占离子交换树脂产量的90%,用于水中的各种阴阳离子的去除。离子交换树脂的最大消耗量是用在火力发电厂的纯水处理上,其次是原子能、半导体、电子工业等。

2)食品工业

离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工业装置上。例如:果葡糖浆的制造是由玉米中萃出淀粉后,再经水解反应,产生葡萄糖与果糖,而后经离子交换处理,可以生成高果糖浆。离子交换树脂在食品工业中的消耗量仅次于水处理。

3)制药行业

制药工业离子交换树脂对发展新一代的抗菌素及对原有抗菌素的质量改良具有重要作用。链霉素的开发成功即是突出的例子。

4)合成化学和石油化学工业

在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。用离子交换树脂代替无机酸、碱,同样可进行上述反应,且优点更多。如树脂可反复使用,产品容易分离,反应器不会被腐蚀,不污染环境,反应容易控制等。

甲基叔丁基醚(MTBE)的制备,就是用大孔型离子交换树脂作催化剂,由2-甲基丙烯甲醇反应而成,代替了原有的可对环境造成严重污染的四乙基铅

5)环境保护

离子交换树脂已应用在许多非常受关注的环境保护问题上。许多水溶液或非水溶液中含有有毒离子或非离子物质,这些可用树脂进行回收使用。如去除电镀废液中的金属离子,回收电影制片废液里的有用物质等。

6)湿法冶金及其他

离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯及提取稀土元素和贵金属。

参考资料