離子交換樹脂的構(gòu)成和分類

一、氫型陽離子交換樹脂是什么?氫型陽離子交換樹脂（有時簡稱「氫型樹脂」）是一種人造有機聚合物產(chǎn)品。最常用的原料是：苯乙烯或丙烯酸（酯），先經(jīng)過聚合反應生成具有三度空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物骨架（樹脂母體），再于骨架上導入不同的「化學活性基」而成。由于它的活性基，如磺酸基（-SO3H）、羧基（-COOH）等，都含有活性氫離子，可在水中解離出來，用于與其它陽離子進行交換，所以特別在陽離子樹脂名稱之前再冠上「氫型」兩字，以與同一系統(tǒng)的「鈉型」種類有所區(qū)別。不過「鈉型」可以利用強酸處理成為「氫型」，「氫型」也可以用「氫氧化鈉」溶液處理成為「鈉型」，即兩型樹脂實際上可以互相轉(zhuǎn)換。氫型陽離子交換樹脂不溶于水和一般溶劑。和其它離子交換樹脂一般，常被制成顆粒狀，外觀看起來有些像魚卵，粒徑大約在0.3 ~ 1.2 mm之間，但大部分在0.4 ~ 0.6 mm范圍內(nèi)?；瘜W性質(zhì)相當安定，摸起來硬而有彈性，機械強度也足夠承受相當壓力，顏色由白色至近乎黑色都有，顏色淺時呈透明狀，深時呈半透明狀，都有光鮮亮麗的樹脂光澤。氫型陽離子交換樹脂最常應用的地方，就是硬水的軟化，即讓硬水流過樹脂層，把硬水中的「硬度離子」，如鈣、鎂等離子吸收在樹脂中，就變成不帶硬度離子的軟水了，這也是陽離子交換樹脂最初被制造的主要目的，但它在工業(yè)上應用沒有「鈉型」來的多，因為在軟化過程中，它會直接釋出氫離子，使水質(zhì)呈酸性，可能會因此腐蝕相關(guān)金屬設(shè)備。依需要的不同，它也可以應用到水質(zhì)預處理工藝中，用作軟化水質(zhì)及降低pH值之用。

二、種類 樹脂主要性質(zhì)和類別之差異，在于它們的化學活性基種類之不同，因此氫型陽離子交換樹脂可依活性基（一種官能基）種類不同，分成兩種：強酸性陽離子交換樹脂（strong- acid anion exchange resin）和弱酸性陽離子交換樹脂（weak - acid anion exchange resin）。強酸性陽離子交換樹脂系因它的活性氫離子在水中很容易解離而得名，其骨架均為聚苯乙烯系統(tǒng)，主要產(chǎn)品是「磺酸型」強酸性陽離易解離而得名，骨架均為聚丙烯酸系統(tǒng)，主要產(chǎn)品是「羧酸型」弱酸性陽離子交換樹脂，通常顏色較?白色或淡黃色球狀子交換樹脂，通常顏色較深，棕黃色至綜色球狀顆粒，以綜色最常見；反之，弱酸性陽離子交換樹脂則是因它的活性氫離子在水中比較不容顆粒，以淡黃色最常見。如果用化學反應來表示這兩種樹脂的差異性，我們可以描述如下(R代表樹脂母體)： 強酸性： R-SO3H → R-SO3- ＋ H+ （H+容易解離，在水中呈強酸性）弱酸性： R-COOH → R-COO- ＋ H+ （H+不易解離，在水中呈弱酸性） 由于強酸性陽離子交換樹脂的解離能力很強，所以在任何酸性或堿性溶液中均能解離和產(chǎn)生離子交換作用，其作用pH范圍介于1~14。反之，弱酸性陽離子交換樹脂的解離能力很弱，只能在弱酸性至堿性溶液中解離和產(chǎn)生離子交換作用，其作用pH范圍僅介于5~14。