离子交换树脂的基本性能

离子交换树脂的基本性能离子交换树脂的基本性能包括以下几个方面，现分别简述如下：一、树脂的外观新的树脂因结构、基团、离子形态、制造工艺等因素的不同，而有黄色、褐色、白色、棕色、黑色、灰色等各种颜色，以满足具体使用中不同场合的需要。常用水处理用的树脂外观一般为：凝胶型的苯乙烯系树脂一般为透明的淡黄色颗粒；而大孔树脂则为不透明（或微透明）颗粒；大孔苯乙烯系阳树脂一般为淡黄色或淡灰褐色颗粒，大孔苯乙烯系阴树脂为白色颗粒；丙烯酸系的树脂为白色或乳白色颗粒。同一种树脂在不同的离子形态时会发生颜色上的变化，如001x7树脂由再生态到失效态时的颜色是由深到淡，由失效态到再生态，又由淡到深。这种变化是可以逆转的，树脂受污染时，其颜色也会发生根本性的变化，其颜色的变化程度一般与树脂受污染的程度成正比，并且较难逆转。因此，树脂在使用的过程中，要随时留意其颜色上的变化，以判断树脂污染的程度。如201x7树脂受铁或有机物污染时，颜色变深甚至黑褐色。001x7树脂受氧化剂破坏时，其树脂交联和交换基团都将被氧化，树脂的颜色也将变淡，树脂体积增大，由此树脂易碎和体积交换容量下降。二、粒度树脂的粒度大小和均匀性，对运行的影响较大。粒度大，比表面积就小，交换速度就慢；粒度太小，虽然交换速度快，但是，运行时的阻力又大；因此，国家标准根据不同的交换器床型（不同床型的运行流速不同）相对应的树脂型号，规定了相对较合理的粒径范围（参考国标）。三、树脂的溶胀及转型体积改变率树脂在干燥的状态下（惰性树脂除外），遇水会迅速膨胀。因此，当树脂脱水时，不能直接与水接触，而要用饱和的食盐水浸泡，减缓膨胀速度，防止树脂的破裂。树脂不同的交联度，其膨胀系数也不同，体积改变率的大小与交联度成反比。交换容量的大小与溶胀率成正比。可交换离子价数越高，溶胀率越小。同价离子，水合能力越强，溶胀率越大。当然，树脂转型膨胀率的规律在实际的应用中较为复杂，因为它往往是多种离子间的交换。但这些规律的掌握，对设计不同交换器床型预留的膨胀空间具有重要的参考价值（尤其像双室固定床、双室浮动床等）。四、水分一定离子型态的树脂其颗粒内所含的平衡水量是该树脂的固有特性。同种树脂，不同的离子型态，其含水量也是不同的。为此，国家标准也规定了各种树脂在特定的离子型态下的含水量。树脂在使用的过程中，随着各种因素对树脂的损害，其含水量也会发生变化。因此，树脂含水量的变化大小，也是判断树脂受损性程度的依据之一。五、密度树脂的密度是其使用中经常要用的数据。由于树脂基本上都是在湿态下运行，所以最常用的是湿真密度和湿视密度两种。湿真密度是指单位真体积湿态树脂的质量。真体积是指树脂颗粒本身所占有的体积，不包括颗粒间空隙的体积。同批树脂，不同的粒径，其湿真密度是相同的。湿真密度决定树脂的沉降速度，也直接影响反洗膨胀率的特性。因此，在对反洗分层有严格要求的混床、双层床、三层床树脂，对其湿真密度也有较严格的范围要求。湿视密度是指单位视体积湿态树脂的质量。视体积也称堆积体积或表观体积，它包含树脂颗粒本身的固有体积及颗粒间的空隙体积。同批树脂，不同的粒度，其湿视密度是不同的。树脂装填时重量和体积之间的换算，都是用湿视密度来进行换算的。根据湿真密度和湿真密度，可以按下式估算出树脂层里的空隙率：P＝1-d视/d真式中：P指树脂的空隙率；d视指树脂的视密度；d真指树脂的真密度；六、交换容量树脂的交换容量有多种表示方法，最常用的有重量全交换容量、体积全交换容量、工作交换容量等。全交是反应树脂的固有的容量大小，是一个定值。而工交则是表现树脂在实际工作时能力的大小，它是一个变量，由众多的现场因素所决定，与工艺设计、设备制作、操作方法、再生剂质量、人为因素、介质好坏等等因素相关联，后面将陆续介绍。七、耐热性各种树脂对温度的承受范围各不相同，超过此值，对其寿命就有一定的影响。在常温（10-30℃）下，树脂的基本性能不会发生改变，但在非常温下，树脂会发生一些改变。树脂耐热稳定性的一般规律是：阳树脂要比阴树脂的耐温性要好；加成聚合的树脂要比缩聚反应制作的树脂耐温性要好；盐型树脂要比游离酸或游离碱型树脂的耐温要好（弱酸、弱碱树脂除外）；Ⅰ型强碱树脂要比Ⅱ强碱树脂的耐温性要好；弱碱树脂要比强碱树脂的耐温性要好；苯乙烯系树脂要比丙烯酸系树脂的耐温性要好。水处理最常用的几种树脂的一般要求（实际使用中并没有这么高的温度）：阳树脂的耐温性较好，强酸阳树脂可耐120℃的温度；弱酸阳树脂可控制在80℃；苯乙烯系的强碱树脂的温度不超过60℃，弱碱树脂的温度不超过80℃；丙烯酸系的强碱树脂的温度以不超过35℃为佳。了解这些常用树脂的耐温特性，对在设计初期的树脂的选型有一定的参考价值。八、树脂的抗冻性根据实际的经验，大孔树脂的抗冻性优于凝胶型树脂，凝胶型阴树脂的抗冻性比阳树脂好；树脂在水中的抗冻性比其置于空气中要好。树脂在不同状态下的保存方法，在后面将有介绍。