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离子交换树脂的耐热性与抗氧化性




一、 耐热性

    离子交换树脂的耐热性表示其在受热时保持其理化性能的能力。如强碱性阴离子交换树脂耐热性差,说明其受热后的强碱基团易降解或脱落,使交换容量下降、碱性降低,影响使用效果。

   ①树脂长期使用的允许温度

   ②不同离子型态时树脂耐热性的差别

   ③树脂结构和耐热性关系

   ④热分解产物


    1. 阳离子交换树脂的耐热性

    强酸性阳离子交换树脂耐热性较高,通常高温度为100℃~120℃,所以它在水处理中使用足够稳定。丙烯酸系弱酸性阳树脂的耐热性更高一些。

    2. 阴离子交换树脂的耐热性

    强碱性阴离子交换树脂受热后的变化主要表现在基团的脱落和强碱基的降解。实际测定表明,在一定受热条件下,部分强碱基团转变为弱碱基团,部分脱落,因此交换容量和碱性往往同时降低。

    弱碱阴树脂在受热时会发生交换容量的下降,其主要原因是胺基的脱落,但它们的耐热性能要比强碱性阴离子交换树脂好。在水处理中通常的使用温度是:聚苯乙烯类为100℃,丙烯酰胺类为60℃。

    离子交换树脂的热稳定性顺序为:弱酸性>强酸性>弱碱性>强碱性

    同一性质不同号树脂的热稳定性,会因其骨架、交联度、基团的不同而不同。

    在水处理中经常碰到的问题是强碱性阴离子交换树脂交换容量迅速下降。这要特别注意水温,在南方地区夏天因冷却水温度高,致使凝结水温度可能高达50℃~60℃,这对混床中强碱性阴离子交换树脂威胁很大。

 

二、 抗氧化性

    由苯乙烯和二乙烯苯交联的共聚物受氧化剂作用时是比较稳定的。强酸性阳离子交换树脂在3%H2O内(含Fe3+)加热至70℃,经24小时后发现质量有所损失。损失的量和交联度有关:在交联1%时,损失62%;在交联为8%时,损失11.6%。这说明了交联度对树脂抗氧化性能有很大的系,即交联度越高,树脂的抗氧化性越好。水中的重金属离子是氧化降解的催化剂,特别是铁铜。

    强酸性阳离子交换树脂氧化产生的低分子水溶性有机磺酸,可以从树脂中溶出,随水进入后续阴床,污染阴树脂。在整个水处理系统中,容易遭受氧化的是一级阳离子交换树脂,因此对进入除盐水处理系统的水中含氯量有所规定。强碱性阴树脂也易遭受氧化,但进水中游离氯主要在一级阳树脂交换器中即被吸收,因而它受氧化的现象较小。



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