影响离子交换树脂的“溶胀”因素及其使用影响
离子交换树脂在高分子化学中属于不溶性的高分子电介质,其在极性溶媒中的溶胀性是其重要特性之一,那么什么是离子交换树脂的溶胀性呢?其溶胀性是如何产生的?其影响因素有哪些?对其使用有何影响?
当将干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”。
离子交换树脂是交联的高聚物,在分子键间以化学键的形式相互键合,形成三度空间的网状结构,它带有极性的官能团,它不仅不能为非极性溶媒分散,而且也不能为水所分散,但能吸收大量的极性溶媒(特别是水)而溶胀;
通常,影响离子交换树脂的“溶胀”因素有:
a、交联度。高交联度树脂的“溶胀"能力较低。
b、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、强碱性的交换容量大的树脂,溶胀率也大。
c、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,就是基于上述道理。
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%。
离子交换树脂的这种“溶胀”,在其使用时会产生如下不良影响:
a、易破碎。由于离子交换树脂具有的溶胀性,因而在交换或再生的过程中,发生胀缩现象,多次的胀缩就容易使树脂颗粒破碎;另外,树脂产生溶胀时,机械强度也会降低。
b、由于树脂在交换床中的这种胀缩,会在树脂层中产生沟道,从而导致水流在床层内分布不均,而产生“偏流”。