吸附樹脂

吸附樹脂 圖片來自搜狐網

吸附樹脂指的是一類高分子聚合物，可用於除去廢水中的有機物，糖液脫色，天然產物和生物化學製品的分離與精製等。吸附樹脂品種很多,單體的變化和單體上官能團的變化可賦予樹脂各種特殊的性能。常用的有聚苯乙烯樹脂和聚丙烯酸酯樹脂等高分子聚合物。吸附樹脂是以吸附為特點，具有多孔立體結構的樹脂吸附劑。它是最近幾年高分子領域裡新發展起來的一種多孔性樹脂，由苯乙烯和二乙烯苯等單體，在甲苯等有機溶劑存在下，通過懸浮共聚法製得的魚籽樣的小圓球。

目錄

應用領域

廣泛用於廢水處理、藥劑分離和提純，用作化學反應催化劑的載體，氣體色譜分析及凝膠滲透色譜分子量分級柱的填料。其特點是容易再生，可以反覆使用。如配合陰、陽離子交換樹脂，可以達到極高的分離淨化水平。

使用時參考指標:

1.PH範圍：0-9

2.允許溫度(℃)：≤100

3.膨脹率：%(OH-→Cl-)≤35

4.工業用樹脂層高度：m　1.0-3.0

5.再生液濃度：%NaOH:2.0-4.0

6.再生劑用量(按100%計)， kg/m3濕樹脂：NaOH(工業)：40-70

7.再生液流速：m/h 4-6

8.再生接觸時間：minute: 30-50

9.正洗流速：m/h:15-25

10.正洗時間：minute:約25

11.運行流速：m/h, 15-25

12.工作交換容量：mmol/l(濕樹脂)≥950或對六價鉻吸附量g/l(濕樹脂)≥75

性質

吸附樹脂又稱聚合物吸附劑，是一類以吸附為特點，對有機物具有濃縮分離作用的高分子聚合物。按照樹脂的表面性質，吸附樹脂一般分為非極性吸附樹脂、中極性吸附樹脂和極性吸附樹脂三類。非極性吸附樹脂是由偶極矩很小的單體聚合物製得的不帶任何功能基的吸附樹脂，典型的例子是苯乙烯－二乙烯苯體系的吸附樹脂；中極性吸附樹脂指含酯基的吸附樹脂，如丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯與雙甲基丙烯酸酯等交聯的一類共聚物；極性吸附樹脂是指含酰胺基、氰基、酚羥基等含氮、氧、硫極性功能基的吸附樹脂。

結構

吸附樹脂的外觀一般為直徑為0.3～1.0 mm的小圓球，表面光滑，根據品種和性能的不同可為乳白色、淺黃色或深褐色。吸附樹脂的顆粒的大小對性能影響很大。粒徑越小、越均勻，樹脂的吸附性能越好。但是粒徑太小，使用時對流體的阻力太大，過濾困難，並且容易流失。粒徑均一的吸附樹脂在生產中尚難以做到，故吸附樹脂一般具有較寬的粒徑分布。

吸附樹脂手感堅硬，有較高的強度。密度略大於水，在有機溶劑中有一定溶脹性。但乾燥後重新收縮。而且往往溶脹越大時，乾燥後收縮越厲害。使用中為了避免吸附樹脂過度溶脹，常採用對吸附樹脂溶脹性較小的乙醇、甲醇等進行置換，再過渡到水。吸附樹脂必須在含水的條件下保存，以免樹脂收縮而使孔徑變小。因此吸附樹脂一般都是含水出售的。

吸附樹脂內部結構很複雜。從掃描電子顯微鏡下可觀察到。樹脂內部像一堆葡萄微球，葡萄珠的大小在0.06～0.5 μm範圍內，葡萄珠之間存在許多空隙．這實際上就是樹脂的孔。研究表明葡萄球內部還有許多微孔。葡萄珠之間的相互粘連則形成宏觀上球形的樹脂。正是這種多孔結構賦予樹脂優良的吸附性能，因此是吸附樹脂製備和性能研究中的關鍵技術。

製備

1．非極性吸附樹脂的製備

非極性吸附樹脂主要是採用二乙烯基苯經自由基懸浮聚合製備的。為了使樹脂內部具有預計大小和數量的微孔，致孔劑的選擇十分關鍵。

致孔劑一般為與單體互不相溶的惰性溶劑。常用的有汽油、煤油、石蠟、液體烷烴、甲苯、脂肪醇和脂肪酸等。將這些溶劑單獨或以不同比例混合使用，可在很大範圍內調節吸附樹脂的孔結構。吸附樹脂聚合完成後，採用乙醇或其他合適的溶劑將致孔劑洗去，即得具有一定孔結構的吸附樹脂。也可採用水蒸氣蒸餾的方法除去致孔劑。

非極性吸附樹脂製備實例如下： 將二乙烯基苯(純度50%)、甲苯和200 #溶劑汽油按1：1.5：0.5的比例混合，再加入0.01份過氧化苯甲酰，攪拌使其溶解。此混合物稱為油相。在三口瓶中事先加入5倍於油相體積的去離子水，並在水中加入10%(質量)的明膠，攪拌並加溫至45℃，使明膠充分溶解。將油相投入水相中，攪拌使油相分散成合適的液珠。然後加溫至80℃保持2h。然後緩慢升溫至90℃，4h後再升溫至95℃，保持2h。聚合結束後，將產物過濾、水洗數次。然後裝入玻璃柱中，用乙醇淋洗數次，除去甲苯和汽油，即得到多孔性的吸附樹脂，比表面積在600m2/ g左右。

按上述類似的方法，將丙烯酸酯類單體與二乙烯基苯或甲基丙烯酸縮水甘油酯進行自由基懸浮共聚，可製得中極性吸附樹脂。

2．極性吸附樹脂的製備

極性吸附樹脂主要含有氰基、碸基、氨基和酰胺基等，因此它們的製備可依據極性基團的區別採用不同的方法。

1)含氰基的吸附樹脂

含氰基的吸附樹脂可通過二乙烯基苯與丙烯腈的自由基懸浮聚合得到。致孔劑常採用甲苯與汽油的混合物。

2)含碸基的吸附樹脂

含碸基的吸附樹脂的製備可採用以下方法：先合成低交聯度聚苯乙烯(交聯度<5%)，然後以二氯亞碸為後交聯劑，在無水三氯化鋁催化下於80℃下反應15h，即製得含碸基的吸附樹脂，比表面在136m2/g以上。

3)含酰胺基的吸附樹脂

將含氰基的吸附樹脂用乙二胺胺解，或將含仲氨基的交聯大孔型聚苯乙烯用乙酸酐酰化，都可得到含酰氨基的吸附樹脂。

4)含氨基的強極性吸附樹脂

含氨基的強極性吸附樹脂的製備類似於強鹼性陰離子交換樹脂的製備。即先製備大孔性聚苯乙烯交聯樹脂，然後將其與氯甲醚反應，在樹脂中引入氯甲基一CH2Cl，再用不同的胺進行胺化，即可得到含不同氨基的吸附樹脂。這類樹脂的氨基含量必須適當控制，否則會因氨基含量過高而使其比表面積大幅度下降。