变色离子交换树脂的分类与结构

变色离子交换树脂的分类与结构

变色数脂可以用来监测阳床或阴床出水，在阳床或阴床临近失效时及时指示失效点，是在线监测仪表直观和有效的补充。具有稳定可靠、使用简便、不污染水质的优点。

变色阳树脂是一种带有指示剂的阳离子交换树脂，出厂型为氢型，通过变色阳树脂的水如果含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+等各种阳离子时，即与树脂携带的H+发生交换，树脂层开始失效，失效层颜色明显改变，指示水中有阳离子泄露。H+型时为墨绿色，Na+型时为玫瑰红色，产品色差十分明显。同时还具有良好的交换容量和物理稳定性。

       变色阳树脂一般用在火电厂凝结水、除氧器、省煤器、主蒸汽等H+电导仪前，将水中带入的游离氨除去，并将所有的阳离子全部转化为H+离子，避免了Ca2+、Mg2+、Na+泄漏进入凝结水而电导仪显示值反倒降低的现象发生。

   变色阳树脂与H+电导仪联合使用，用于监测凝汽器泄漏量是否超标，决定凝结水是否需要处理，监测给水、蒸汽水质品质是否满足标准要求。是火力发电厂化学监督重要和为倚重的化学表计。

变色树脂使用范围：监测和控制给水、凝结水和蒸汽的氢电导率，是保证水汽质量，控制火电厂水汽系统腐蚀结垢的重要手段之一。 

由于水汽中氨的浓度、取样流速经常变化，加上机组启停等原因，难以判断H型交换柱何时失效。H型交换柱失效初期，由于少量铵离子穿透，使氢电导率测量值偏低；当H型交换柱失效，大量铵离子透过，氢电导率测量值又偏高。因此，当交换柱失效后引起氢电导率变化时，难以及时判断是水质恶化还是交换柱失效。目前国外采取的解决办法是采用变色阳离子交换树脂，失效层与未失效层颜色不同，可以在H型交换柱失效前及时进行再生处理，可以及时发现水质恶化问题并及时采取解决措施。 

变色树脂使用方法： 

新购买的变色树脂是未处理的Na型树脂，必须经过以下方式处理才可以使用： 

（1）将新树脂放入容器中，以除盐水清洗2～3遍，至水清澈；如果树脂变干，则清洗前需要加入10NaCl溶液浸泡2小时，以防止树脂因急剧膨胀而破裂。 

（2）将清洗干净的树脂装入实际交换柱中，以不少于10倍树脂体积的5HCl再生液动态逆流再生（与交换柱运行水流方向相反），再生流速控制3m/h～5m/h，保证再生液与树脂接触时间不小于30min； 

（3）再生液进完后以除盐水按交换柱运行水流方向大流量冲洗交换柱（冲洗流速10m/h～20m/h），冲洗时间不低于12h； 

（4）再生完毕、清洗干净的氢交换柱可装入实际系统进行氢电导率的测定。 

（5）失效的变色树脂氢型交换柱可直接进行再生处理，再生步骤同(2)~(4)。 

变色树脂的储存:需要长期储存的树脂，应再生成氢型树脂后储存。 

变色离子交换树脂的分类与结构

　　一、离子交换树脂的分类

　　(一)苯乙烯系离子交换树脂

　　1、苯乙烯系磺酸型阳离子交换树脂。如将白球用浓硫酸处理，引入活性基团-S03H，则可制得磺酸型阳离子交换树脂。

　　2、苯乙烯系阴离子交换树脂。它的制造方法是先将聚苯乙烯氯甲基化，然后胺化。强碱性阴离子交换剂分Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型是用三甲胺(CH3)3N胺化而得，Ⅱ型则是用二甲基乙醇基胺(CH3)2NC2H4OH胺化而得。Ⅰ型的碱性比Ⅱ型强，Ⅱ型的交换容量比工型的大。如用仲胺或伯胺处理，则生成的是树脂。

离子交换树脂

　　(二)丙烯酸系离子交换树脂

　　丙烯酸系树脂的基体是由丙烯酸甲(或甲基丙烯酸甲醋)和二乙烯苯共聚而成。

　　1、丙烯酸系竣酸树脂。当将上述基体进行水解时，就可获得丙烯酸系梭树脂。梭酸型树脂是弱酸性阳离子交换剂。

　　2、丙烯酸系阴离子交换树脂。当将上述基体用多胺进行胺化时，就可获得丙烯酸系阴离子交换树脂，这样制得的产品是弱喊性。因为它的每一个活性基团中有一个仲胺基和一个伯胺基，故其交换容量很大。

离子交换树脂

　　二、离子交换树脂的结构类型

　　1、凝胶型树脂。用普通聚合法制成的离子树脂都是由许多不规则的网状高分子构成的，类似凝胶，故称凝胶型树脂。凝胶型树脂的孔眼由高分子链和交联剂相键合而形成，普通凝胶型树脂的孔眼孔径平均为1~2nm，这些孔眼不是其原有的，而是当它浸人水中时，由于活性基团发生水化而显示出来的。这种树脂的缺点是，抗氧化性和机械强度差，易受有机物污染等。

离子交换树脂

　　2、大孔型树脂。大孔型树脂因其孔眼比凝胶型的大得多而得名，而大孔型的孔径在20~100nm以上。大孔型树脂实际上由许多小块凝胶型树脂构成，孔眼存在于这些小块凝胶之间。大孔树脂的交联度通常要比凝胶型树脂的大，因为这样可制得抗氧化性好和机械强度高的树脂。对于大孔树脂来说，由于其大孔中反应缓慢的过程。由于大孔型树脂中的孔大，离子交换反应的速度加快，而且能抗有机物的污染(因为被截留的有机物容易在再生时通过这些孔道除去)。大孔型树脂的交换容量较低，再生时酸、碱的用量较大。