水中各种离子在与离子交换树脂交换时,其能力是不同的。有的离子很容易被树脂吸附,但很难被“置换”下来;有的则很难被树脂吸附,但很容易被“置换”下来。这种性能就称为离子交换树脂的“选择性”。
一、离子交换树脂的选择性与下列因素有关
1、离子带的电荷越多,则越容易被离子交换树脂吸附,例如二价离子就比一价离子易被吸附;
2、对带有相同电荷量的离子而言,原子序大的离子,容易被吸附;
3、浓溶液与稀溶液相比,浓溶液中的低价离子易被树脂吸附。
离子交换树脂的这种选择性,对于分析和判断化学水处理过程具有很大的作用。
二、何为离子交换树脂的密度?
为了使用方便,离子交换树脂的密度有以下两种表示方法:
1、湿真密度:湿真密度是指离子交换树脂在水中充分膨胀后的真密度。这里的“颗粒体积”不包括树脂颗粒间的孔隙。湿真密度同反洗分层情况和树脂沉降性能有关。其相对密度值一般在1.04~1.30之间,其中阳树脂一般为1.24~1.29,阴树脂一般为1-06~1.11。
2、湿视密度:湿视密度也称“湿堆密度”,是指离子交换树脂在水中充分膨胀后的堆积密度。这里的“颗粒体积”包括离子交换树脂颗粒问的孔隙。湿视密度常用来计算交换床所需的树脂容量。一般来讲,阳离子交换树脂湿视密度为O.65~O.85,阴树脂一般为O.60~0.80。
三、离子交换树脂使用时,对温度的要求
离子交换树脂有一定的耐热性。当使用温度超过其所能承受的温度极限时,树脂易因热分解而遭到破坏。
通常,阳离子交换树脂可耐温80~100℃,弱碱性阴离子交换树脂可耐温100℃;强碱性阴离子交换树脂能耐温60℃。当用于除硅时较适宜的温度在40℃以下。 1
四、交联度对离子交换树脂性能有何影响?
交联度是指在苯乙烯树脂中,所含二乙烯苯(俗称“交联剂”)质量的百分率,是苯乙烯系树脂的重要性质之一。
树脂的交联度小,对水的溶胀性好,则树脂的交联网孔大,交换速度快,但树脂的强度低。反之,当树脂的交联度高时,其交联网孔小,树脂的强度高,但对水的溶胀性差,反应速度慢。
化学水处理中使用的苯乙烯系树脂,其交联度一般在4%—14%之间,当交联度在7%左右时,其性能为较佳。
五、离子交换树脂的溶胀性与什么因素有关?
当离子交换树脂浸入到水中时,其体积常常要变大,这种现象称为离子交换树脂的“溶胀”,影响离子交换树脂“溶胀”的因素有:
1、交联度:高交联度树脂的“溶胀"能力较低;
2、活性基团:活性基团越易电离,树脂的溶胀度就越大。如强酸性、强碱性等交换容量大的树脂,其溶胀率也大;
3、溶液浓度:溶液中电解质浓度越大,树脂内外溶液的渗透压差反而减小,树脂的溶胀就小。所以对于“失水”的树脂,应先将其浸泡在饱和食盐水中,使树脂缓慢膨胀,使其不易破碎,就是基于上述原因。
通常,强酸性阳离子交换树脂由Na型变为H型,强碱性阴离子交换树脂由Cl型变为OH型,体积约增加5%。