水处理工艺——离子交换处理

1.离子交换树脂的结构及合成离子交换树脂的结构及合成离子交换树脂是由离子交换树脂是由高聚物骨架和连结在骨架上的可交换基团高聚物骨架和连结在骨架上的可交换基团（简称功能简称功能团）组成的组成的。骨架具有庞大的空间网络结构骨架具有庞大的空间网络结构，它是有许多低分子化合物它是有许多低分子化合物（称为单体为单体）聚合而形成的不溶于水的高分了化合物聚合而形成的不溶于水的高分了化合物，高分子链上有各种可交换高分子链上有各种可交换功能基团功能基团。根据单体的的种类树脂可分为苯乙烯系根据单体的的种类树脂可分为苯乙烯系、丙烯酸系和酚醛系等丙烯酸系和酚醛系等。下面以苯乙烯系树酯为例讨论下面以苯乙烯系树酯为例讨论。苯乙烯系树脂的制备：苯乙烯系树脂的制备：树脂制备过程可分为高分子聚合物骨架的制备和在高分子聚合物骨架上树脂制备过程可分为高分子聚合物骨架的制备和在高分子聚合物骨架上引入可交换的基团的两个反应阶段引入可交换的基团的两个反应阶段。苯乙烯系树脂是以苯乙烯和二乙烯苯为苯乙烯系树脂是以苯乙烯和二乙烯苯为单体共聚而合成的高分子聚合物骨架单体共聚而合成的高分子聚合物骨架。聚苯乙烯就是苯乙烯系树脂的高分子骨架聚苯乙烯就是苯乙烯系树脂的高分子骨架，也称白球也称白球。二乙烯苯在高聚物中起的是空间架桥作用二乙烯苯在高聚物中起的是空间架桥作用，使聚合物形成网状交联使聚合物形成网状交联，聚合物聚合物中二乙烯苯的含量愈多中二乙烯苯的含量愈多，白球的网状结构就愈坚固白球的网状结构就愈坚固。我们通常把聚合物中二我们通常把聚合物中二乙烯苯的质量百分数叫做交联度乙烯苯的质量百分数叫做交联度。如交联度为如交联度为7，就是指白球中二乙烯苯的就是指白球中二乙烯苯的质量占质量占7%。白球制备出来以后白球制备出来以后，再将白球通过再将白球通过磺化反应磺化反应、氯甲基反应和胺化氯甲基反应和胺化反应反应，即可分别得到阴即可分别得到阴、阳离子交换树脂阳离子交换树脂。下面就分别介绍下面就分别介绍。二乙烯苯二乙烯苯苯乙烯苯乙烯CH=CHCH=CH2n—CHCH－CHCH2—…—CHCH—CHCH2—CHCH—…聚苯乙烯聚苯乙烯—CHCH—CHCH2—CHCH—…+过氧化苯甲酰过氧化苯甲酰CH=CHCH=CH2CH=CHCH=CH2m苯乙烯树脂的制备苯乙烯树脂的制备苯乙烯阳树脂的制备苯乙烯阳树脂的制备磺化反应：磺化反应：—CHCH—CHCH2—CHCH—……—CHCH—CHCH2—CHCH—CHCH2—…SOSO3HSOSO3H—CHCH—CHCH2—CHCH—……—CHCH—CHCH2—CHCH—CHCH2—…+H+H2SOSO4聚苯乙烯聚苯乙烯苯乙烯系磺酸型阳树脂苯乙烯系磺酸型阳树脂100100℃，AgAg2SOSO4聚苯乙烯聚苯乙烯高分子骨架高分子骨架的制备：的制备：苯乙烯阴树脂的制备苯乙烯阴树脂的制备氯甲基化反应氯甲基化反应：氨化反应：氨化反应：……—CHCH－CHCH2—……氯球氯球CH2CI三甲基胺三甲基胺+(CH3)3N→……—CHCH－CHCH2—……CICH2N(CH3)3苯乙烯季胺盐阴树脂苯乙烯季胺盐阴树脂CH2CI……—CHCH－CHCH2—……聚苯乙烯聚苯乙烯+CH2OCH2CI→氯甲醚氯甲醚……—CHCH－CHCH2—……+CH3OH氯甲基聚苯乙烯（氯球）氯甲基聚苯乙烯（氯球）2离子交换树脂的命名离子交换树脂的命名离子交换树脂产品型号是根据国家标准离子交换树脂产品型号是根据国家标准GBl631—79《离子交换树离子交换树脂产品分类脂产品分类、命名及型号命名及型号》而制定的而制定的。离子交换树脂的全名称由离子交换树脂的全名称由分类名称分类名称、骨架骨架（或基团或基团）名称名称、基本基本名称名称依次排列组成依次排列组成。基本名称为离子交换树脂基本名称为离子交换树脂。大孔型树脂在全名称大孔型树脂在全名称前加前加“大孔大孔”两字两字。分类属酸性的分类属酸性的，在基本名称前加在基本名称前加“阳”字；分类字；分类属碱性的属碱性的，在基本名称前加在基本名称前加“阴”字。离子交换树脂产品的型号以三位阿拉伯数字组成离子交换树脂产品的型号以三位阿拉伯数字组成。第一位数字代第一位数字代表产品分类表产品分类，第二位数字代表产品骨架组成第二位数字代表产品骨架组成，第三位数字为顺序号第三位数字为顺序号，用以区别功能基或交联剂的差异用以区别功能基或交联剂的差异。代号数字的意义见表代号数字的意义见表3.5.1和3.5.2。代号代号0123456功能基功能基强酸性强酸性弱酸性弱酸性强碱性强碱性弱碱性螯合性螯合性两性两性氧化还原氧化还原表3.5.13.5.1分类代号分类代号表3.5.13.5.1骨架代号骨架代号代号代号0123456骨架类型骨架类型苯乙烯系苯乙烯系丙烯酸系丙烯酸系酚醛系酚醛系环氧系环