⑴ 为什么要加入交联剂使之成为网状结构
天然橡胶是线性结构强度和韧性差,用S和橡胶作用,使橡胶硫化结构由链状变成了网状,让其具有较高的强度、韧性和化学稳定性;高吸水性树脂时也要加入交联剂,以得到具有网状结构的树脂,使其既有吸水性而又不溶于水,耐挤压,
故答案为:硫化剂的作用是打开顺式聚1,3-丁二烯的双键,以-S-S-键将顺丁橡胶的线型结构连接为网状结构,得到既有弹性又有强度的橡胶. 高吸水性树脂加交联剂的目的是变线型结构为体型结构,使其既有吸水性而又不溶于水,耐挤压.
⑵ 离子交换树脂和吸附树脂什么关系吸附树脂可以吸附气体吗
吸附树脂与离子交换树脂骨架可以是相同的,比如可以均为苯乙烯系、丙烯酸内系等等,容不同点是吸附树脂一般比表面积较大,通过疏水作用等发挥效用,其吸附目标物时没有什么物质被释放到环境中;离子交换树脂比表面积从十几到几百不等,但均有强极性的功能基团,吸附离子型物质,且会有等电荷量的离子被交换下来进入到溶液中。
⑶ 吸水树脂是什么东西
吸水树脂复是一种功能型制高分子材料。它具有吸收比自身重几百到几千倍水的高吸水功能,并且保水性能优良,一旦吸水膨胀成为水凝胶时,即使加压也很难把水分离出来。
吸水树脂带有大量的亲水基团,以其高吸液能力、高吸液速度和高保液能力,广泛应用于生理卫生用品,如妇女卫生巾、纸尿裤、成人多功能护理垫、吸水纸、宠物垫等。
在电子工业中,高吸水聚合物还可用作湿度传感器、水分测量传感器及漏水检测器等。高吸水聚合物可作为重金属离子吸附剂及吸油材料等。
⑷ 在草甘膦和氯化钠废水中,如何提取草甘膦溶液
有机膦农药废水一般需要预处理
含磷废水预处理技术调研
有机磷农药生产厂家,其生产后的废水具有成分复杂,进水水质不稳定,废水的COD值高,有机磷含量高,有些产品的废水还含有其中间体及水解产物,毒性,可生化性差,含盐量高等特点。据统计,农一厂三氯硫磷车间含亚磷酸的废水年产生量约为86400t/a,农四厂三氯化磷车间产生含磷废水约82500t/a,目前这些废水基本未经过有效的回收或预处理而直接进入污水处理厂。另外,由于受产品结构影响,有机磷农药所占比例相当大,几乎所有废水中均含有有机磷或者无机磷,因此,含磷废水的预处理是解决环保问题的重中之重。为解决这一问题,我们有针对性的收集了相关的技术资料,这些资料所提及的预处理方案概括起来可以分为生化法、化学法和物理法。
用生化法处理废水具有运行成本低、操作管理简单等特点,但占地大,一次性投资高,且由于微生物对营养物质、pH值、含盐量、温度等条件有一定的要求,难以适应农药废水水质变化大、成分复杂、毒性高、难降解的特点,且对色度和COD的去除率低,因此,生化法比较适合作为农药生产废水的深度处理。污水处理厂现有生化装置无法满足公司现在满负荷的农药生产废水,迫切需要对废水进行预处理。
一、预处理方法
1、化学法
①混凝沉淀法
混凝沉淀法作为一种经济的废水预处理被广泛采用。它的机理是,在带有负电荷的中间体水溶液中,加入带有金属离子(阳离子型)的絮凝剂和阳离子型的助凝剂,通过电荷的中和作用,双电层被压缩,絮凝剂进一步与农药及中间体反应,形成稳定的絮凝体沉淀下来。
在众多的混凝剂中,Ca(OH)2和PAC配合使用的混凝效果最好,COD去除率一般在20%-30%。
②水解法
水解法一般用来处理含有硫代磷酸酯和磷酸酯的农药废水,包括酸性水解和碱性水解。碱性水解常用的碱是液碱和石灰乳,但碱解法处理有机磷农药废水往往不完全;在酸性条件下,废水中的硫代磷酸酯水解成二烷基磷酸,再进一步水解成正磷酸和硫化氢,之后加石灰乳生成硫氢酸钙和磷酸钙,一般情况下,废水与酸混合加热搅拌加热两小时,COD去除率达可达30%-40%,在加大量酸的情况下即使在常压下可将COD去除率达到70%,如果增加大气压和提高温度,可以使有机磷无机化达到90%。但对于我国无论是财力还是技术上运行该法都有相当大的难度。
③催化氧化法
根据氧化剂的不同,可分为湿式氧化法、Fenton试剂氧化法、臭氧氧化法、二氧化氯氧化法和光催化氧化法。
湿式氧化法
湿式氧化法是将农药废水在高温高压的条件下不断通入空气或氧气,使有毒有机物转化分解成无毒物质。其中的有机磷转化为无机磷,此法与生化处理混用可使有机磷去除率达到95%。但由于该法须在高温高压下进行,对设备和安全提出了很高的要求,这在一定程度上影响了它在工业上的应用。
二氧化氯氧化法
二氧化氯是一种新型的高效的氧化剂,性质极不稳定,遇水极易分解,能生成多种氧化剂,这些氧化剂组合在一起产生多种氧化能力极强的自由基,,它能激发有机环上的不活泼氢,通过脱氢反应生成自由基,成为进一步氧化的诱发剂,直至完全氧化为无机物,其氧化能力是次氯酸的9倍多,可使COD的去除率达到86%,是一种经济实用的农药预处理方法。ClO2催化氧化法应用于处理毒死蜱等有机磷农药废水时,最佳工艺条件为:pH值为6~7, ClO2投加量为0?5 g/L,停留时间为60 min, CODCr去除为97?8%,色度去除率为99?7%。
④微电解法
微电解法原理是碳铁合金的铸铁浸入水中,便构成无数个Fe-C微原电池,纯铁为阳极,炭化铁为阴极。在酸性溶液中,阴极反应产生的氢与废水中许多物质发生还原反应,破坏废水中污染物的结构,使其易被吸附或絮凝沉淀;阳极铁被氧化成为二价铁或三价铁,在碱性条件下生成Fe(OH)2、Fe(OH)3絮凝沉淀,具有很强的吸附能力,能吸附水中的悬浮物,使废水净化。微电解法可使农药废水中的COD、色度、氨氮和有机磷去除率分别达到76%、80%、55%、82%。微电解法可以有效的去除农药废水中的有机物,提高废水的可生化性,是一种可行的预处理方法。
2、 物理法
物理法包括萃取法和吸附法,与以上提到的生化法和化学法不同的是,这两种方法在治理废水的同时, 能较好的回收废水中的有用物质,实现环境效益和经济效益的统一。
①萃取法
萃取法是利用溶剂从废水中提取、分离和富集有用物质的分离技术。
现在较先进的一种方法是液膜萃取法,利用液膜萃取技术对苯唑醇和乙基氯化物生产废水进行处理,COD去除率达到90%,可生化性有0.02上升为0.34,可生化性大大提高。
②吸附法
活性炭吸附
活性炭吸附使农药废水的COD的平均去除率50%-55%,有机磷去除率可达到90%。活性炭吸附这样是不易脱附、再生困难,工业上主要用高温再生,但损耗较大,吸附能力下降,且易产生腐蚀性气体,使用寿命短,影响了它在工业上的推广应用。
树脂吸附
吸附树脂是内部呈交联网状结构的高分子球状体,具有可选择性的孔结构和表面化学结构,通过分子间的非共价键力,树脂可从废水中吸附有机溶质,并可方便的洗脱再生,从而可实现废水中有机物的富集、分离和回收。
相对于萃取法和活性炭吸附,树脂吸附适用范围宽,废水浓度可大可小,都可用此法处理,且在非水体系中也可运用;吸附效率高,脱附再生容易,使用寿命长;工艺合理,操作简单;能耗低,无需高温高压,固液容易分离;在水体中不会引入新的污染物,易实现工业化。
二、分析和结论
综合考虑资料文献中提及的各种处理方案,二氧化氯氧化法,液膜萃取法,树脂吸附法都具有一定的可行性。其中液膜萃取法是一种较为先进的分离技术,从废水中提取、分离、富集有用物质,区别于常规的溶剂萃取方式,具有高效,原料消耗低等特点。可有效的去除COD,提高可生化系数,并可萃取回收部分有用物质。二氧化氯氧化法主要是通过氧化使有机物变成无机物,达到去除COD的目的,但这样也破坏了可回收的有用物质,有一定的弊端。树脂吸附法可能在投入成本上会比较大,可以进一步的了解论证。
三.实施计划及建议
上面提及的液膜萃取法、树脂吸附法、二氧化氯氧化法等都需进一步的与相关单位联系合作,并考虑引进相关的技术设备。该工作的重点放在“液膜萃取”这一日益普及的先进技术上。另外,我们还应积极的与污水处理厂沟通,了解其在含磷废水处理方面的具体情况,以便进一步的确定方案,有针对性的解决重点问题。
⑸ 功能高分子材料的主要材料
复合型导电高分子材料是以有机高分子材料为基体,加入一定数量的导电物质(如炭黑、石墨、碳纤维、金属粉、金属纤维、金属氧化物等)组合而成。该类材料兼有高分子材料的易加工特性和金属的导电性。与金属相比较,导电性复合材料具有加工性好、工艺简单、耐腐蚀、电阻率可调范围大、价格低等优点。
与金属和半导体相比较,导电高分子的电学性能具有如下特点: 通过控制掺杂度,导电高分子的室温电导率可在绝缘体-半导体-金属态范围内变化。目前最高的室温电导率可达105S/cm,它可与铜的电导率相比,而重量仅为铜的1/12; 导电高分子可拉伸取向。沿拉伸方向电导率随拉伸度而增加,而垂直拉伸方向的电导率基本不变,呈现强的电导各向异性; 尽管导电高分子的室温电导率可达金属态,但它的电导率-温度依赖性不呈现金属特性,而服从半导体特性; 导电高分子的载流子既不同于金属的自由电子,也不同于半导体的电子或空穴,而是用孤子、极化子和双极化子概念描述。 应用主要有电磁波屏蔽、电子元件(二极管、晶体管、场效应晶体管等)、微波吸收材料、隐身材料等。 (1)反渗透膜
反渗透膜主要是不对称膜、复合膜和中空纤维膜。不对称膜的表面活性层上的微孔很小(约2nm),大孔支撑层为海绵状结构;复合膜由超薄膜和多孔支撑层等组成。超薄膜很薄,只有0.4mm,有利于降低流动阻力,提高透水速率;中空纤维反渗透膜的直径极小,壁厚与直径之比比较大,因而不需支持就能承受较高的外压。
反渗透膜的材料主要有醋酸纤维素、聚酰胺、聚苯并咪唑、磺化聚苯醚等。醋酸纤维素膜透水量大,脱盐率高,价格便宜,应用普遍。芳香聚酰胺膜具有优越的机械强度,化学性能稳定,耐压实,能在pH值4-10的范围内使用。聚苯并咪唑反渗透膜则能耐高温,吸水性好,适用于在较高温度下的作业。反渗透装置已成功地应用于海水脱盐,并达到饮用级的质量。海水淡化的原理是利用只允许溶剂透过,不允许溶质透过的半透膜,将海水与淡水分隔开的。用RO(Reverse Osmosis )进行海水淡化时,因其含盐量较高,除特殊高脱盐率膜以外,一般均须采用二级RO淡化。但是海水脱盐成本较高,主要用于特别缺水的中东产油国,例如2012年统计数据世界最大的海水淡化厂就位于沙特阿拉伯。
(2)超滤膜
超滤膜是指具有从1-20nm细孔的多孔质膜,它几乎可以完全将含于溶液中的病毒、高分子胶体等微粒子截留分离。超滤膜的分离性能就是用它所截留物质的分子量大小来定义的。超滤膜分离技术主要用于分离溶液中的大分子、胶体微粒。通过膜的筛分作用将溶液中大于膜孔的大分子溶质截留,是溶质分子与小分子溶剂分离的膜过程 。
(3)微滤膜
微滤膜是指孔径范围为0.01-10μm的多孔质分离膜,它可以把细菌、胶体以及气溶胶等微小粒子从流体中比较彻底地分离除去。流体中含有粒子的浓度不同,微滤膜的使用方式也不同。当浓度较低时,常常使用一次性滤膜;当浓度较高时,需要选择可以反复使用的膜。
(4)气体分离膜
气体分离中常用的高分子膜,是非对称的或复合膜,其膜表层为致密高分子层,即非多孔高分子膜。这种膜材料需要具有优良的渗透性。
(5)催化膜
在膜反应器中,利用膜的载体功能将催化剂固定在膜的表面或膜内来制备催化膜。有些膜材料本身就具有催化活性。在反应涉及加氢、脱氢、氧化以及与氧的生成有关的体系时,则常采用金属膜、固体电解质膜,这些膜具有选择性透过氢和氧的能力。 隔膜催化技术有效性的主要特征是生产率和选择率。生产率是由通过隔膜以及隔膜表面上反应物和生成物的分离率来决定的。 吸附性高分子材料主要是指那些对某些特定离子或分子有选择性亲和作用的高分子材料,从外观形态上看,主要有微孔型、大孔型、米花型和大网状树脂几种。吸附树脂的吸附性不仅受到结构和形态等内在因素的影响,还与使用环境关系密切:温度因素,树脂周围的介质.
(1)吸水性高分子
高吸水性树脂的研究始于60年代,世界上最早开发的一种高吸水性树脂是淀粉-丙烯氰接枝共聚水解产物,即在淀粉上接枝丙烯腈然后水解而成。
通常情况下,纤维素类高吸水性树脂的吸水能力比淀粉类树脂低,但是吸水速度快是其特点之一,在一些特殊情况下却是淀粉类树脂所不能取代的。
高吸水性树脂的结构特征: 分子中具有强亲水性基团,如羟基、羧基,能够与水分子形成氢键; 树脂具有交联结构; 聚合物内部具有较高的离子浓度; 聚合物具有较高的分子量 (2)吸油性高分子
高吸油性树脂是一种新型的功能高分子材料,对于不同种类的油,少则可吸自重的几倍,多则近百倍,吸油量大、吸油速度快且保油能力强,在工业的废液处理以及环境保护方面具有广泛的用途。另外可作橡胶改性剂、油雾过滤材料、芳香剂和杀虫剂的基材、纸张添加剂等。
高吸油性树脂的结构特征:高分子之间形成一种三维的交联网状结构,材料内部具有一定微孔结构。由于分子内亲油基的链段和油分子的溶剂化作用,高吸油性树脂发生膨润。基于交联的存在,该树脂不溶于油中。由此可见,交联度和亲油性基团与高吸油性树脂的性能有密切关系。
(3)其他高分子吸附剂
聚丙烯酰胺分类聚丙烯酰胺产品简介:聚丙烯酰胺(PAM)为水溶性高分子聚合物,不溶于大多数有机溶剂,具有良好的絮凝性,可以降低液体之间的磨擦阻力,按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。 阴离子聚丙烯酰胺(APAM)产品描述:阴离子聚丙烯酰胺(APAM)外观为白色粉粒,分子量从600万到2500万水溶解性好,能以任意比例溶解于水且不溶于有机溶剂。有效的PH值范围为7到14,在中性碱性介质中呈高聚合物电解质的特性,与盐类电解质敏感,与高价金属离子能交联成不溶性凝胶体。
工业废水处理:对于悬浮颗粒,较出、浓度高、粒子带阳电荷,水的PH值为中性或碱性的污水,钢铁厂废水,电镀厂废水,冶金废水,洗煤废水等污水处理,效果最好。饮用水处理:我国很多自来水厂的水源来自江河,泥沙及矿物质含量高,比较浑浊,虽经过沉淀过滤,仍不能达到要求,需要投加絮凝剂,投加量是无机絮凝剂的1/50,但效果是无机絮凝剂的几倍,对于有机物污染严重的江河水可采用无机絮凝剂和阳离子聚丙烯酰胺配合使用效果更好。阴离子聚丙烯酰胺,使淀粉微粒絮凝沉淀,然后将沉淀物经压滤机压滤变成饼状,可作饲料,酒精厂的酒精也可采用阴离子聚丙烯酰胺脱水,压滤进行回收。用于河水泥浆沉降。用于造纸干强剂。
用于造纸助剂、助率剂。在造纸前泵口式储浆池中加入微量PAM-LB-3阴离子聚丙烯酰胺可使水中填料与细小纤维在网上存留提高20-30%。每吨可节约纸浆20-30kg。
举例:在洗煤过程中产生大量废水,直接排放污染环境,必须沉清后循环利用,回收水中煤泥,也很有价值,但靠自然沉降,费时费力,同时水也不清。
另外,阴离子聚丙烯酰胺在制香行业的应用也越来越受欢迎,阴离子聚丙烯酰胺产品特点:具溶解性好,粘度高,韧性强,易燃无(少)烟、燃烧无异味、无毒等特点;产品性能稳定,避免了其它植物胶粉和普通淀粉因产地、时间不同,粘结质量参差不齐,在香业生产时需要反复调试配方,以免造成产品质量不稳定的现象;香制品外表光洁平整、成型好、不易破碎;尤其是其冷水可糊化性,无需煮糊,将物料直接混和均匀、加水搅拌既可生产,而且加水混合后的物料较长时间放置也不会有物料干硬无法使用的现象发生,有效地节约了能源和方便了生产操作。
使用效果:使用本产品做成的香坯(香制品)外观平整、无断裂、无霉斑,抗折力强,产品成色好、烘晒后不褪色,燃点时间足,可燃性好,过铁齿盘不“断头”熄火,有利于蚊香有效成份的挥散率的提高及可减少成品在烘干过程中的损失,同时,可大大减轻工人的劳动强度、提高工作效率。此外,本品对环境无污染,可满足绿色环保方面对产品的要求。
经济效益:使用本产品可减少原料成本5—12%,节约能耗20—30%。 阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)产品特性:阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)外观为白色粉粒,离子度从20%到55%水溶解性好,能以任意比例溶解于水且不溶于有机溶剂。呈高聚合物电解质的特性,适用于带阴电荷及富含有机物的废水处理。适用于染色、造纸、食品、建筑、冶金、选矿、煤粉、油田、水产加工与发酵等行业有机胶体含量较高的废水处理,特别适用于城市污水、城市污泥、造纸污泥及其它工业污泥的脱水处理。
用途 用于污泥脱水根据污泥性质可选用本产品的相应型号,可有效在污泥进入压滤之前进行污泥脱水,脱水时,产生絮团大,不粘滤布,压滤时不散,流泥饼较厚,脱水效率高,泥饼含水率在80%以下。 用于生活污水和有机废水的处理,本产品在配性或碱性介质中均呈现阳电性,这样对污水中悬浮颗粒带阴电荷的污水进行絮凝沉淀,澄清很有效。如生产粮食酒精废水,造纸废水,城市污水处理厂的废水,啤酒废水,味精厂废水,制糖废水,有机含量高 废水、饲料废水,纺织印染废水等,用阳离子聚丙烯酰胺要比用阴离子、非离子聚丙烯酰胺或无机盐类效果要高数倍或数十倍,因为这类废水普遍带阴电荷。 用于以江河水作水源的自来水的处理絮凝剂,用量少,效果好,成本低,特别是和无机絮凝剂复合使用效果更好,它将成为治长江、黄河及其它流域的自来水厂的高效絮凝剂。 造纸用增强剂及其它助剂。提高填料、颜料等存留率、纸张的强度。 用于油田经学助剂,如粘土防膨剂,油田酸化用稠化剂。 用于纺织上浆剂、浆液性能稳定、落浆少、织物断头率低、布面光洁。 包装与贮存
本品无毒,注意防潮、防雨,避免阳光曝晒。 贮存期:2年,25kg纸袋(内衬塑料袋外为贴塑牛皮纸袋)。
丙烯酰胺单体生产技术
丙烯酰胺单体的生产时以丙烯腈为原料,在催化剂作用下水合生成丙烯酰胺单体的粗产品,经闪蒸、精制后得精丙烯酰胺单体,此单体即为聚丙烯酰胺的生产原料。
丙烯腈+(水催化剂/水) →合 →丙烯酰胺粗品→闪蒸→精制→精丙烯酰胺
按催化剂的发展历史来分,单体技术已经历了三代:
第一代为硫酸催化水合技术,此技术的缺点是丙烯腈转化率低,丙烯酰胺产品收率低、副产品低,给精制带来很大负担,此外由于催化剂硫酸的强腐蚀性,使设备造价高,增加了生产成本;
第二代为二元或三元骨架铜催化生产技术,该技术的缺点是在最终产品中引入了影响聚合的金属铜离子,从而增加了后处理精制的成本;第三代为微生物腈水合酶催化生产技术,此技术反应条件温和,常温常压下进行,具有高选择性、高收率和高活性的特点,丙烯腈的转化率可达到100%,反应完全,无副产物和杂志,
产品丙烯酰胺中不含金属铜离子,不需进行离子交换来出去生产过程中所产生的铜离子,简化了工艺流程,此外,气相色谱分析表明丙烯酰胺产品中几乎不含游离的丙烯腈,具有高纯性,特别适合制备超高相对分子质量的聚丙烯酰胺及食品工业所需的无毒聚丙烯酰胺。
⑹ 制备橡胶和吸水性树脂都要加入交联剂形成网状结构,目的是否相同
不同,橡胶主要是为了让它更牢固。其内部是没有空隙的。因为网比一排绳子靠在一起更牢固。而吸水性树脂则是让其内部结构存在许多空隙便于储存水。
⑺ 吸附树脂和离子交换树脂有区别吗,是一样的吗
吸附树脂和离子交换树脂有区别吗,是一样的吗?
1.
离子交换树脂出三部分组成:一是网状结构的高分子骨架.二是连接在骨架上的功能基团,三是和功能基带相反电荷的可交换离子。三者互为依存、统一于每粒离子交换的珠体之中。离于交换树脂作为商品,它在运输、贮藏和使用时往往部含一定量的水份,因此水分子充满于每粒离子交换树脂的骨架、功能基和反离子之间。
2.
采用常规的悬浮聚合方法,可制得凝胶型的离子交换树脂,产品一般是透明的、无孔的,树脂吸水后树脂相内产生微孔。采用制孔技术可制得大孔型离子交换树脂,它不同于凝胶树脂,不论大孔树脂是处于干态或湿态、收缩或溶胀,都存在着比凝胶型树脂更多、更大的孔道,比表面也就更大,有利于离子的迁移扩散,提高交换速率和工作效率
3.
与离子交换树脂相比较,吸附树脂的组成中不存在功能基及功能基的反离子,它类似于不含功能基及功能基反离子的大孔树脂,在制造时往往投入更多的交联剂和更严格地选用致孔剂,以合成具有更大比表而积的不同孔径、不同孔容和不同比表面积的吸附树脂。
4.
根据所带的功能基的特性,离子交换树脂可分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和其它树脂。带有酸性功能基、并能与阳离子进行交换的称为阳离子交换树脂,带有碱性功能基并能与阴离子进行交换的称为阴离子交换树脂。基于功能基上酸、碱有强弱之分,离子交换树脂又可细分为强酸性(一SO,H)、中强酸(一PO(OH))及弱酸性(—COOH)、强碱(一N+R,Cl)、弱碱性(一NH,,—NRH,-NR)离子交换树脂。在强碱性离子交换树脂中将含有[(N+(CH2)C1)]的树脂叫强碱I型树脂,含有[(N+(CH3)2(CH,CH,0HD]的树脂叫强碱Ⅱ型树脂。带有鳌合基、氧化还原基、阳阴两性基的树脂;分别称为鳌合树脂、氧化还原树脂和两性树脂。上述树脂通常都用酸、碱、盐再生,而弱酸弱碱的两性树脂可用热水再生,故弱酸弱碱的两性树脂又称热再生树脂.
5.
吸附树脂可以大体上分为非极性吸附剂、中极性和强极性吸附剂三大类。非极性吸附树脂是偶极矩很小的单体聚合制得并不带任何功能基的吸附树脂。苯乙烯——二乙烯苯体系的吸附剂是非极性吸附树脂的代表。这类非极性吸附树脂的孔表面的疏水性很强,最适于从极性溶剂(如水)中吸附非极性的有机物。中极性吸附材脂是含酯基的吸附树脂。例如,丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯与双甲基丙烯酸乙二醇酯等交联剂共聚的吸附剂,其孔表面疏水和亲水部分共有,既可用于极性溶剂中吸附非极性物质,也可用于非极性溶剂中吸附极性物质。强极性(或称极性)吸附树脂是指含酰氨基、氰基、酚羟基等极性功能基的吸附树脂,它适用于非极性溶剂中吸附极性物质。有时,将含氮、氧、硫等配体的离子交换树脂也称为强极性吸附树脂,因此,离子交换树脂和强极性吸附树脂之间没有严格的界限。
⑻ 高吸水树脂的简介
高吸水树脂一般为含有亲水基团和交联结构的高分子电解质。吸水前,高分子链相互靠拢缠在一起,彼此交联成网状结构,从而达到整体上的紧固。与水接触时,水分子通过毛细作用及扩散作用渗透到树脂中,链上的电离基团在水中电离。由于链上同离子之间的静电斥力而使高分子链伸展溶胀。由于电中性要求,反离子不能迁移到树脂外部,树脂内外部溶液间的离子浓度差形成反渗透压。水在反渗透压的作用下进一步进入树脂中,形成水凝胶。
同时,树脂本身的交联网状结构及氢键作用,又限制了凝胶的无限膨胀。
当水中含有少量盐类时,反渗透压降低,同时由于反离子的屏蔽作用,使高分子链收缩,导致树脂的吸水能力大大下降。通常,高吸水树脂在0.9% NaCl溶液中的吸水能力只有在去离子水中的1/10左右。
吸水和保水是一个问题的两个方面,林润雄等对此进行了热力学探讨。在一定温度和压力下,高吸水树脂能自发地吸水,水进入树脂中,使整个体系的自由焓降低,直到平衡。若水从树脂中逸出,使自由焓升高,则不利于体系的稳定。差热分析表明,高吸水树脂吸收的水在150°C以上仍有50%封闭在凝胶网络中。因此,常温下即使施加压力,水也不会从高吸水树脂中逸出,这是由高吸水树脂的热力学性质决定的。 高吸水聚合物用途广泛,应用前景非常广阔。目前其主要用途仍然是卫生用品,约占市场总量的70%左右。由于聚丙烯酸钠高吸水树脂吸水能力很大,并具有优异的保水性能,所以作为土壤保水剂在农业、林业方面应用范围很广。如果在土壤中加入少量的高吸水性聚丙烯酸钠,就能提高某些豆类的发芽率和豆苗的抗旱能力,使土壤的透气性能增强。另外,由于高吸水树脂的亲水性及优良的防雾性和抗结露性能,所以又可作为新的包装材料。利用高吸水聚合物独特性能制成的包装薄膜可有效地保持食品鲜度。在化妆品中加入少量的高吸水聚合物,还可使其乳液粘度增大,是一种理想的增稠剂。利用高吸水聚合物只吸水不吸油或有机溶剂的特点,在工业上又可作为脱水剂。
由于高吸水聚合物具有无毒、对人体无刺激性、无副反应、不引起血液凝固等特点,近年来,已被广泛应用于医药领域。例如,用于含水量大、使用舒适的外用软膏;生产能吸收手术及外伤出血和分泌液,并可防止化脓的医用绷带及棉球;制造能使水分和药剂通过而微生物不能透过的抗感染性人造皮肤等。 随着科学技术的发展,环境保护已越来越受到人们的关注。如果将高吸水聚合物装入到一个可溶于污水的袋中,并将此袋浸入污水中,当袋子被溶解后,高吸水聚合物就可迅速地吸收液体而使污水固体化。
在电子工业中,高吸水聚合物还可用作湿度传感器、水分测量传感器及漏水检测器等。高吸水聚合物可作为重金属离子吸附剂及吸油材料等。
总之,高吸水聚合物是一种用途非常广泛的高分子材料,大力开发高吸水聚合物树脂具有巨大的市场潜力。今年在我国北方大部分地区干旱少雨的情况下,如何进一步推广和使用高吸水聚合物,是摆在农业和林业科技工作者面前的一项迫切任务。在西部大开发战略实施过程中,在改良土壤的工作中,大力开发和应用高吸水聚合物的多种实用功能,具有现实的社会效益和潜在的经济效益。
⑼ 离子交换树脂和吸附树脂的结构有什么区别
离子交换树脂出三部分组成:一是网状结构的高分子骨架.二是连接在骨架上的功能基团,三是和功能基带相反电荷的可交换离子。三者互为依存、统一于每粒离子交换的珠体之中。离于交换树脂作为商品,它在运输、贮藏和使用时往往部含一定量的水份,因此水分子充满于每粒离子交换树脂的骨架、功能基和反离子之间。
采用常规的悬浮聚合方法,可制得凝胶型的离子交换树脂,产品一般是透明的、无孔的,树脂吸水后树脂相内产生微孔。采用制孔技术可制得大孔型离子交换树脂,它不同于凝胶树脂,不论大孔树脂是处于干态或湿态、收缩或溶胀,都存在着比凝胶型树脂更多、更大的孔道,比表面也就更大,有利于离子的迁移扩散,提高交换速率和工作效率
与离子交换树脂相比较,吸附树脂的组成中不存在功能基及功能基的反离子,它类似于不含功能基及功能基反离子的大孔树脂,在制造时往往投入更多的交联剂和更严格地选用致孔剂,以合成具有更大比表而积的不同孔径、不同孔容和不同比表面积的吸附树脂。
根据所带的功能基的特性,离子交换树脂可分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和其它树脂。带有酸性功能基、并能与阳离子进行交换的称为阳离子交换树脂,带有碱性功能基并能与阴离子进行交换的称为阴离子交换树脂。基于功能基上酸、碱有强弱之分,离子交换树脂又可细分为强酸性(一SO,H)、中强酸(一PO(OH))及弱酸性(—COOH)、强碱(一N+R,Cl)、弱碱性(一NH,,—NRH,-NR)离子交换树脂。在强碱性离子交换树脂中将含有[(N+(CH2)C1)]的树脂叫强碱I型树脂,含有[(N+(CH3)2(CH,CH,0HD]的树脂叫强碱Ⅱ型树脂。带有鳌合基、氧化还原基、阳阴两性基的树脂;分别称为鳌合树脂、氧化还原树脂和两性树脂。上述树脂通常都用酸、碱、盐再生,而弱酸弱碱的两性树脂可用热水再生,故弱酸弱碱的两性树脂又称热再生树脂.
吸附树脂可以大体上分为非极性吸附剂、中极性和强极性吸附剂三大类。非极性吸附树脂是偶极矩很小的单体聚合制得并不带任何功能基的吸附树脂。苯乙烯——二乙烯苯体系的吸附剂是非极性吸附树脂的代表。这类非极性吸附树脂的孔表面的疏水性很强,最适于从极性溶剂(如水)中吸附非极性的有机物。中极性吸附材脂是含酯基的吸附树脂。例如,丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯与双甲基丙烯酸乙二醇酯等交联剂共聚的吸附剂,其孔表面疏水和亲水部分共有,既可用于极性溶剂中吸附非极性物质,也可用于非极性溶剂中吸附极性物质。强极性(或称极性)吸附树脂是指含酰氨基、氰基、酚羟基等极性功能基的吸附树脂,它适用于非极性溶剂中吸附极性物质。有时,将含氮、氧、硫等配体的离子交换树脂也称为强极性吸附树脂,因此,离子交换树脂和强极性吸附树脂之间没有严格的界限。
⑽ 离子交换树脂和吸附树脂为什么必须是交联结构
离子交换树脂的交联度是什么?
离子交换树脂中含交联剂的重量称为离子交换树脂的交联度,一般以百分比表示。交联度是骨架结构的重要因素,离子交换树脂的交联度越高,树脂的孔径越紧,选择性较强,含水量越少,交换容量越高,机械强度越好。交联度越低,吸水量就越大,交换速度快,一般树脂的交联度在4-14%之间,交联度为7%左右的性能是比较理想的。
树脂交联度与哪些性能相关?
1.树脂的交联度与树脂的再生:
一般情况下,交联度低的树脂,再生比较容易,且再生的时间要短一些,相反交联度越高的树脂,再生比较困难,且再生反应时间较长,一般来说强酸性树脂和强碱性树脂再生比较困难,而弱酸性或弱碱性树脂再生比较容易,凝胶型树脂再生反应时间比较长,而大孔型树脂反应时间较短。
2.树脂的交联度与树脂的密度:
树脂的交联度与密度息息相关,一般情况下,交联度越高的树脂,密度就越高,而强酸性或强碱性树脂的密度高于弱酸或弱碱性树脂,大孔型树脂的密度要比凝胶型树脂较低一些。
3.树脂的交联度与树脂的选择性:
一般情况下,交联度高的树脂对离子的选择性更强一些,大孔型树脂的选择性要小于凝胶型树脂,这种选择性在稀溶液中较大,在浓溶液中较小。
4.树脂的交联度与树脂的耐用性:
交联度低的树脂较易碎裂,但树脂的耐用性更主要地决定于交联结构的均匀程度及其强度。如大孔树脂,具有较高的交联度者,结构稳定,能耐反复再生。
5.树脂的交联度与高分子骨架:
树脂的骨架就是由化学单体和交联剂组成的,比如说比较经常使用的聚苯乙烯树脂,其化学单位是苯乙烯,交联剂为二乙烯苯,共聚后生成球形小颗粒,再将离子交换基团引入。树脂中引入的离子交换基团不同,其能交换的离子种类也不同。例如:
1.引入磺酸基(-SO3H)时为强酸阳离子交换树脂
2.引入羧酸基(-COOH)时为弱酸阳离子交换树脂
3.引入胺基[N(CH3)3OH]时则生成强碱阴离子交换树脂
4.引入亚胺基[N(CH3OH)2]时则生成弱碱阴离子交换树脂。