İyon değişim reçinelerinin fiziksel özellikleri
Ortakmmonly jel tipi kullanılırBENdeğişim reçineleri üzerindeŞeffaf veya yarı saydam küreler olarak görünürken, makro gözenekli reçineler süt beyazı veya opak küreler olarak görünür. Renkleri sarı, beyaz ve kırmızımsı kahverengi arasında değişir. Yüksek kaliteli reçineler yüksek küreselliğe sahiptir, çatlaksızdır, homojen bir renge sahiptir ve safsızlık içermez.
Jel tipi İyon değişim reçineleri Parçacık boyutu (mm olarak) genellikle 0,3-1,2 mm'dir (50-16 mesh'e eşdeğer), etkili parçacık boyutu (d10) 0,36-0,61 mm ve düzgünlük katsayısı (K) 1,22-1,66'dır. Etkili parçacık boyutu, reçine parçacıklarının %10'unun geçtiği ve %90'ının tutulduğu elek açıklığı çapıdır. Düzgünlük katsayısı, parçacıkların %60'ının geçtiği elek açıklığı çaplarının (d60) (d90) oranıdır, yani, K = d60/d90. Düzgünlük katsayısı genellikle 1'den büyüktür; 1'e ne kadar yakınsa, parçacık boyut bileşimi o kadar düzgündür. Reçine parçacık boyutu, değişim oranını, su akış direncini ve geri yıkamayı önemli ölçüde etkiler. Büyük parçacık boyutu daha yavaş değişim oranlarına ve daha düşük değişim kapasitesine neden olur; küçük parçacık boyutu daha fazla su akış direncine neden olur; Küçük parçacıkların daha büyük parçacıkların gözeneklerinde sıkıştığı düzensiz parçacık boyutu, su akış direncini artırır ve geri yıkamayı engeller. Bu nedenle, parçacık boyutu uygun ve eşit şekilde dağıtılmış olmalıdır.
Yoğunluk birimi: g/cm³. Reçine yoğunluğu genellikle sulu haldeki ıslak görünür yoğunluk (dökme yoğunluğu) ve ıslak gerçek yoğunluk olarak ifade edilir.
① Islak görünür yoğunluk, birim: g/cm³. Islak görünür yoğunluk, birim hacim başına paketlenmiş ıslak reçinenin kütlesidir ve değişim kabında gereken reçine miktarını hesaplamak için kullanılır. Islak görünür yoğunluk = ıslak reçine kütlesi / ıslak reçine yığın hacmi. Çeşitli ticari reçinelerin ıslak görünür yoğunluğu yaklaşık 0,6-0,86 g/cm³'tür.
② Islak gerçek yoğunluk, birim: g/cm³. Islak gerçek yoğunluk, reçine parçacıklarının suyu emdikten sonraki yoğunluğudur. Islak gerçek yoğunluk = ıslak reçine kütlesi / ıslak reçine parçacığı hacmi. Yukarıdaki formülde reçine parçacıklarının hacminin parçacıklar arasındaki gözeneklerin hacmini içermediğine dikkat edin. Islak gerçek yoğunluk genellikle 1,04-1,3 g/cm³'tür. Tipik olarak, katyon değişim reçineleri için 1,3 g/cm³ ve anyon reçineleri için 1,10 g/cm³'tür. Islak gerçek yoğunluk, reçine yatağının geri yıkama yoğunluğunu belirlemek için kullanılır. Ayrıca, karışık bir reçine yatağında, ıslak gerçek yoğunluk, geri yıkamadan sonra reçinenin tabakalaşmasıyla da ilgilidir. Anyon değişim reçineleri hafiftir ve geri yıkamadan sonra üst katmanda olacaktır, katyon değişim reçineleri ise ağırdır ve geri yıkamadan sonra alt katmanda olacaktır. Kullanım sırasında reçine omurgası içindeki grupların dökülmesi ve zincirlerin kırılması nedeniyle reçinenin yoğunluğu bir miktar azalır.
|
Jel tipi İyon değişim reçineleri Nem içeriği (birim: %). Nem içeriği, ıslak reçinede bulunan suyun kütle oranını ifade eder (su içinde tamamen emilip genleştikten sonra) ve genellikle %50 civarındadır. Nem içeriği, öncelikle reçinenin çapraz bağlanma derecesi, aktif grupların türü ve sayısı ve diğer faktörler tarafından belirlenir. Çapraz bağlanma derecesi ne kadar düşükse, reçinedeki gözenekler o kadar büyük ve nem içeriği o kadar yüksek olur.
Şişme (birim: %). Su emilimi veya dönüşümü gibi koşullardaki değişikliklerin neden olduğu reçine hacmindeki değişime şişme denir. Şişme, aktif gruplar tarafından su ile temas ettiğinde salınan iyonların hidratlı iyonlar oluşturmak üzere hidratlanması ve böylece çapraz bağlı ağın genişlemesi sonucu meydana gelir. Kuru reçinenin bir çözücü ile temas ettikten sonraki hacim artışına mutlak şişme derecesi denirken, ıslak reçinenin bir iyonik formdan diğerine geçerkenki hacim değişimine bağıl şişme derecesi denir ve geçiş şişme oranı olarak da bilinir. Mutlak şişme derecesi = (şişmeden önceki hacim - şiştikten sonraki hacim) / şiştikten önceki hacim. Bağıl şişme derecesi (veya geçiş şişme oranı) = (geçişten önceki hacim - geçişten sonraki hacim) / geçişten önceki hacim. Reçinenin çapraz bağlanma derecesi ne kadar düşükse, aktif gruplar o kadar kolay iyonlaşır, değişim kapasitesi ve şişme derecesi o kadar yüksek olur. Reçine üzerindeki değişebilir iyonların hidratasyon yarıçapı ne kadar büyük ve sudaki elektrolit konsantrasyonu ne kadar düşükse,Jel tipi İyon değişim reçineleris şişme derecesi. Farklı iyonik formlardaki kuvvetli asidik katyon reçineleri ve kuvvetli bazik anyon reçineleri için şişme sırası şöyledir: katyonlar: H+ > Na+ > NH4+ > K+ > Ag+; anyonlar: OH-> HCO3- ≈ CO32-> SO42-> Cl-. Stiren bazlı katyon değişim reçineleri için RNa'dan RH'ye (RNa→RH olarak ifade edilir) şişme oranı yaklaşık %5-%10 iken, stiren bazlı anyon değişim reçineleri için RCI'dan ROH'ye şişme oranı yaklaşık %10-%20'dir. Akrilik bazlı zayıf asidik katyon değişim reçineleri çok yüksek bir şişme oranına sahiptir, RweakH→RweakNa için yaklaşık %60-%70. Tüm reçineler belirli bir dereceye kadar şiştiğinden, değişim kabı tasarlanırken yer ayrılmalıdır. Yüksek dönüşüm genleşme oranlarına sahip reçineler, kullanım sırasında tekrarlanan genleşme ve büzülme nedeniyle yaşlanmaya karşı hassastır.
Gözeneklilik ve Özgül Yüzey Alanı: Şu anda kullanılan D001x14-20 serisi Jel tipi İyon değişim reçineleriOrtalama gözenek çapı 10-15,4 nm, gözeneklilik (birim reçine parçacığı başına gözenek hacmi) 0,09-0,21 mL/g ve özgül yüzey alanı 16-36,4 m²/g (kuru)'dur. Jel tipi reçinelerin özgül yüzey alanı 1 m²/g'dan azdır.
Çapraz bağlama derecesi, % olarak ölçülür ve reçinenin üretiminde kullanılan çapraz bağlayıcının oranını ifade eder. Örneğin, stiren bazlı reçineler, monomer olarak stiren ve çapraz bağlayıcı olarak divinilbenzen kullanılarak polimerize edilir. Çapraz bağlama derecesi, reçinedeki divinilbenzenin kütle kesrini ifade eder. Çapraz bağlama derecesi birçok reçine özelliğini etkiler. Daha yüksek bir çapraz bağlama derecesi reçinenin mekanik mukavemetini artırır ve suda şişmeye karşı direncini azaltır. Çapraz bağlama derecesindeki değişiklikler, reçinenin değişim kapasitesi, su içeriği, şişme kapasitesi ve mekanik mukavemeti gibi özelliklerini değiştirebilir. Su arıtımında kullanılan iyon değişim reçinesinin çapraz bağlama derecesi %7 ila %10 olmalıdır. Bu sırada reçine ızgarasındaki ortalama gözenek boyutu 2 ila 4 mm'dir. Mekanik mukavemet Mekanik mukavemet, reçinenin parçacıkların bütünlüğünü koruma yeteneğini yansıtır. Reçine, kullanım sırasında darbeye, çarpışmaya, sürtünmeye ve şişmeye maruz kaldığında kırılır. Bu nedenle, reçine yeterli mukavemete sahip olmalı ve reçinenin yıllık kaybının %3 ila %7'den az olması gerekmektedir. Isı direnci Çeşitli reçinelerin belirli bir çalışma sıcaklığı aralığı vardır. Üst sınır aşılırsa, reçine termal ayrışmaya uğrar. 0°C kadar düşük bir sıcaklıkta, reçinedeki su donarak parçacıkların parçalanmasına neden olur. Reçinenin depolama ve kullanım sıcaklığı genellikle 5 ila 40°C arasında olacak şekilde kontrol edilir. (10) İletkenlik Kuru reçine iletken değildir, ancak ıslak reçine ayrışmış iyonlar nedeniyle elektriği iletebilir.