離子交換樹(shù)脂的命名方式：

離子交換產(chǎn)品的型號(hào)以三位阿拉伯?dāng)?shù)字組成，*位數(shù)字代表產(chǎn)品的分類,，第二位數(shù)字代表骨架的差異,，第三位數(shù)字為順序號(hào)用以區(qū)別基因、交聯(lián)劑等的差異,。*,、第二位數(shù)字的意義，見(jiàn)表8-1,。

表8-1 樹(shù)脂型號(hào)中的一,、二位數(shù)字的意義

代號(hào)　 0 1 2 3 4 5 6

分類名稱 強(qiáng)酸性 弱酸性 強(qiáng)堿性 弱堿性 螫合性 兩性 氧化還原性

骨架名稱 苯乙烯系丙烯酸系 醋酸系 環(huán)氧系 乙烯吡啶系 脲醛系 氯乙烯系

大孔樹(shù)脂在型號(hào)前加“D”，凝膠型樹(shù)脂的交聯(lián)度值可在型號(hào)后用“×”號(hào)連接阿拉伯?dāng)?shù)字表示,。如D011×7,，表示大孔強(qiáng)酸性丙烯酸系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，其交聯(lián)度為7,。

國(guó)外一些產(chǎn)品用字母C代表陽(yáng)離子樹(shù)脂（C為cation的*個(gè)字母）,，A代表陰離子樹(shù)脂（A為Anion的*個(gè)字母），如Amberlite的IRC和IRA分別為陽(yáng)樹(shù)脂和陰樹(shù)脂,，亦分別代表陽(yáng)樹(shù)脂和陰樹(shù)脂,。

這類樹(shù)脂含有大量的強(qiáng)酸性基團(tuán)，如磺酸基－SO3H,，容易在溶液中離解出H+,，故呈強(qiáng)酸性。樹(shù)脂離解后,，本體所含的負(fù)電基團(tuán),，如SO3－，能吸附結(jié)合溶液中的其他陽(yáng)離子,。這兩個(gè)反應(yīng)使樹(shù)脂中的H+與溶液中的陽(yáng)離子互相交換,。強(qiáng)酸性樹(shù)脂的離解能力很強(qiáng)，在酸性或堿性溶液中均能離解和產(chǎn)生離子交換作用,。

樹(shù)脂在使用一段時(shí)間后,，要進(jìn)行再生處理，即用化學(xué)藥品使離子交換反應(yīng)以相反方向進(jìn)行,，使樹(shù)脂的官能基團(tuán)回復(fù)原來(lái)狀態(tài),，以供再次使用,。如上述的陽(yáng)離子樹(shù)脂是用強(qiáng)酸進(jìn)行再生處理，此時(shí)樹(shù)脂放出被吸附的陽(yáng)離子,，再與H+結(jié)合而恢復(fù)原來(lái)的組成,。

這類樹(shù)脂含弱酸性基團(tuán)，如羧基－COOH,，能在水中離解出H+ 而呈酸性,。樹(shù)脂離解后余下的負(fù)電基團(tuán)，如R-COO－（R為碳?xì)浠鶊F(tuán)）,，能與溶液中的其他陽(yáng)離子吸附結(jié)合,，從而產(chǎn)生陽(yáng)離子交換作用。這種樹(shù)脂的酸性即離解性較弱,，在低pH下難以離解和進(jìn)行離子交換,，只能在堿性、中性或微酸性溶液中（如pH5～14）起作用,。這類樹(shù)脂亦是用酸進(jìn)行再生（比強(qiáng)酸性樹(shù)脂較易再生）,。

這類樹(shù)脂含有強(qiáng)堿性基團(tuán)，如季胺基（亦稱四級(jí)胺基）－NR3OH（R為碳?xì)浠鶊F(tuán)）,，能在水中離解出OH－而呈強(qiáng)堿性,。這種樹(shù)脂的正電基團(tuán)能與溶液中的陰離子吸附結(jié)合，從而產(chǎn)生陰離子交換作用,。

這種樹(shù)脂的離解性很強(qiáng),，在不同pH下都能正常工作,。它用強(qiáng)堿（如NaOH）進(jìn)行再生,。

這類樹(shù)脂含有弱堿性基團(tuán)，如伯胺基（亦稱一級(jí)胺基）-NH2,、仲胺基（二級(jí)胺基）-NHR,、或叔胺基（三級(jí)胺基）-NR2，它們?cè)谒心茈x解出OH－而呈弱堿性,。這種樹(shù)脂的正電基團(tuán)能與溶液中的陰離子吸附結(jié)合,，從而產(chǎn)生陰離子交換作用。這種樹(shù)脂在多數(shù)情況下是將溶液中的整個(gè)其他酸分子吸附,。它只能在中性或酸性條件（如pH1～9）下工作,。它可用Na2CO3、NH4OH進(jìn)行再生,。

以上是樹(shù)脂的四種基本類型,。在實(shí)際使用上，常將這些樹(shù)脂轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌x子型式運(yùn)行,，以適應(yīng)各種需要,。例如常將強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂與NaCl作用,，轉(zhuǎn)變?yōu)殁c型樹(shù)脂再使用。工作時(shí)鈉型樹(shù)脂放出Na+與溶液中的Ca2+,、Mg2+等陽(yáng)離子交換吸附,，除去這些離子。反應(yīng)時(shí)沒(méi)有放出H+,，可避免溶液pH下降和由此產(chǎn)生的副作用（如蔗糖轉(zhuǎn)化和設(shè)備腐蝕等）,。這種樹(shù)脂以鈉型運(yùn)行使用后，可用鹽水再生（不用強(qiáng)酸）,。又如陰離子樹(shù)脂可轉(zhuǎn)變?yōu)槁刃驮偈褂?，工作時(shí)放出Cl－而吸附交換其他陰離子，它的再生只需用食鹽水溶液,。氯型樹(shù)脂也可轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓釟湫停℉CO3－）運(yùn)行,。強(qiáng)酸性樹(shù)脂及強(qiáng)堿性樹(shù)脂在轉(zhuǎn)變?yōu)殁c型和氯型后，就不再具有強(qiáng)酸性及強(qiáng)堿性,，但它們?nèi)匀挥羞@些樹(shù)脂的其他典型性能,，如離解性強(qiáng)和工作的pH范圍寬廣等。

離子交換樹(shù)脂（ionresin）的基體（matrix）,，制造原料主要有苯乙烯和丙烯酸（酯）兩大類,，它們分別與交聯(lián)劑二乙烯苯產(chǎn)生聚合反應(yīng)，形成具有長(zhǎng)分子主鏈及交聯(lián)橫鏈的網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)的聚合物,。苯乙烯系樹(shù)脂是先使用的,，丙烯酸系樹(shù)脂則用得較后。

這兩類樹(shù)脂的吸附性能都很好,，但有不同特點(diǎn),。丙烯酸系樹(shù)脂能交換吸附大多數(shù)離子型色素，脫色容量大,，而且吸附物較易洗脫,，便于再生，在糖廠中可用作主要的脫色樹(shù)脂,。苯乙烯系樹(shù)脂擅長(zhǎng)吸附芳香族物質(zhì),，善于吸附糖汁中的多酚類色素（包括帶負(fù)電的或不帶電的）；但在再生時(shí)較難洗脫,。因此,，糖液先用丙烯酸樹(shù)脂進(jìn)行粗脫色，再用苯乙烯樹(shù)脂進(jìn)行精脫色,，可充分發(fā)揮兩者的長(zhǎng)處,。

樹(shù)脂的交聯(lián)度，即樹(shù)脂基體聚合時(shí)所用二乙烯苯的百分?jǐn)?shù)，對(duì)樹(shù)脂的性質(zhì)有很大影響,。通常,，交聯(lián)度高的樹(shù)脂聚合得比較緊密，堅(jiān)牢而耐用,，密度較高,，內(nèi)部空隙較少，對(duì)離子的選擇性較強(qiáng),；而交聯(lián)度低的樹(shù)脂孔隙較大,，脫色能力較強(qiáng)，反應(yīng)速度較快,，但在工作時(shí)的膨脹性較大,，機(jī)械強(qiáng)度稍低，比較脆而易碎,。工業(yè)應(yīng)用的離子樹(shù)脂的交聯(lián)度一般不低于4%,；用于脫色的樹(shù)脂的交聯(lián)度一般不高于8%；單純用于吸附無(wú)機(jī)離子的樹(shù)脂,，其交聯(lián)度可較高,。

除上述苯乙烯系和丙烯酸系這兩大系列以外，離子交換樹(shù)脂還可由其他有機(jī)單體聚合制成,。如酚醛系（FP）,、環(huán)氧系（EPA）、乙烯吡啶系（VP）,、脲醛系（UA）等,。

離子樹(shù)脂常分為凝膠型和大孔型兩類。

凝膠型樹(shù)脂的高分子骨架,，在干燥的情況下內(nèi)部沒(méi)有毛細(xì)孔,。它在吸水時(shí)潤(rùn)脹，在大分子鏈節(jié)間形成很微細(xì)的孔隙,，通常稱為顯微孔（micro-pore）,。濕潤(rùn)樹(shù)脂的平均孔徑為2～4nm（2×10－6 ～4×10－6mm）。這類樹(shù)脂較適合用于吸附無(wú)機(jī)離子,，它們的直徑較小，一般為0.3～0.6nm,。這類樹(shù)脂不能吸附大分子有機(jī)物質(zhì),，因后者的尺寸較大，如蛋白質(zhì)分子直徑為5～20nm,，不能進(jìn)入這類樹(shù)脂的顯微孔隙中,。

大孔型樹(shù)脂是在聚合反應(yīng)時(shí)加入致孔劑，形成多孔海綿狀構(gòu)造的骨架，內(nèi)部有大量*性的微孔,，再導(dǎo)入交換基團(tuán)制成,。它并存有微細(xì)孔和大網(wǎng)孔（macro-pore），潤(rùn)濕樹(shù)脂的孔徑達(dá)100～500nm,，其大小和數(shù)量都可以在制造時(shí)控制,。孔道的表面積可以增大到超過(guò)1000m2/g,。江蘇色可賽思樹(shù)脂有限公司整理這不僅為離子交換提供了良好的接觸條件,，縮短了離子擴(kuò)散的路程，還增加了許多鏈節(jié)活性中心,，通過(guò)分子間的范德華引力（van de Waals force）產(chǎn)生分子吸附作用,，能夠象活性炭那樣吸附各種非離子性物質(zhì)，擴(kuò)大它的功能,。一些不帶交換功能團(tuán)的大孔型樹(shù)脂也能夠吸附,、分離多種物質(zhì)，例如化工廠廢水中的酚類物,。

大孔樹(shù)脂內(nèi)部的孔隙又多又大,，表面積很大，活性中心多,，離子擴(kuò)散速度快,，離子交換速度也快很多，約比凝膠型樹(shù)脂快約十倍,。使用時(shí)的作用快,、效率高，所需處理時(shí)間縮短,。大孔樹(shù)脂還有多種優(yōu)點(diǎn)：耐溶脹,，不易碎裂，耐氧化,，耐磨損,，耐熱及耐溫度變化，以及對(duì)有機(jī)大分子物質(zhì)較易吸附和交換,，因而抗污染力強(qiáng),，并較容易再生。

離子交換樹(shù)脂進(jìn)行離子交換反應(yīng)的性能,，表現(xiàn)在它的“離子交換容量”,，即每克干樹(shù)脂或每毫升濕樹(shù)脂所能交換的離子的毫克當(dāng)量數(shù)，meq/g（干）或 meq/mL（濕）,；當(dāng)離子為一價(jià)時(shí),，毫克當(dāng)量數(shù)即是毫克分子數(shù)（對(duì)二價(jià)或多價(jià)離子,，前者為后者乘離子價(jià)數(shù)）,。它又有“總交換容量”,、“工作交換容量”和“再生交換容量”等三種表示方式,。

1、總交換容量,，表示每單位數(shù)量（重量或體積）樹(shù)脂能進(jìn)行離子交換反應(yīng)的化學(xué)基團(tuán)的總量,。2、工作交換容量,，表示樹(shù)脂在某一定條件下的離子交換能力,，它與樹(shù)脂種類和總交換容量，以及具體工作條件如溶液的組成,、流速,、溫度等因素有關(guān)。

3,、再生交換容量,，表示在一定的再生劑量條件下所取得的再生樹(shù)脂的交換容量，表明樹(shù)脂中原有化學(xué)基團(tuán)再生復(fù)原的程度,。

通常,，再生交換容量為總交換容量的50～90%（一般控制70～80%），而工作交換容量為再生交換容量的30～90%（對(duì)再生樹(shù)脂而言）,，后一比率亦稱為樹(shù)脂的利用率,。

在實(shí)際使用中，離子交換樹(shù)脂的交換容量包括了吸附容量,，但后者所占的比例因樹(shù)脂結(jié)構(gòu)不同而異?，F(xiàn)仍未能分別進(jìn)行計(jì)算，在具體設(shè)計(jì)中,，需憑經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正,，并在實(shí)際運(yùn)行時(shí)復(fù)核之。

離子樹(shù)脂交換容量的測(cè)定一般以無(wú)機(jī)離子進(jìn)行,。這些離子尺寸較小,，能自由擴(kuò)散到樹(shù)脂體內(nèi)，與它內(nèi)部的全部交換基團(tuán)起反應(yīng),。而在實(shí)際應(yīng)用時(shí),，溶液中常含有高分子有機(jī)物，它們的尺寸較大,，難以進(jìn)入樹(shù)脂的顯微孔中,，因而實(shí)際的交換容量會(huì)低于用無(wú)機(jī)離子測(cè)出的數(shù)值。這種情況與樹(shù)脂的類型,、孔的結(jié)構(gòu)尺寸及所處理的物質(zhì)有關(guān)。

離子交換樹(shù)脂對(duì)溶液中的不同離子有不同的親和力，對(duì)它們的吸附有選擇性,。各種離子受樹(shù)脂交換吸附作用的強(qiáng)弱程度有一般的規(guī)律,，但不同的樹(shù)脂可能略有差異。主要規(guī)律如下：

高價(jià)離子通常被優(yōu)先吸附,，而低價(jià)離子的吸附較弱,。在同價(jià)的同類離子中，直徑較大的離子的被吸附較強(qiáng),。一些陽(yáng)離子被吸附的順序如下：

Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+

強(qiáng)堿性陰離子樹(shù)脂對(duì)無(wú)機(jī)酸根的吸附的一般順序?yàn)椋?/div>

對(duì)有色物的吸附

編輯本段物理性質(zhì)

樹(shù)脂顆粒尺寸

樹(shù)脂的密度

樹(shù)脂的溶解性

膨脹度

耐用性