18.25兆歐拋光樹脂的反應與再生問題剖析

我公司生產的拋光樹脂分為18兆和15兆的一箱5包，一包5升！可根據客戶來訂做包裝（桶裝，編織袋裝）

專業生產銷售超純水樹脂，主要用于DI水、超純水系統的后置精混床，即核子級混床所用，保證優質低價。拋光樹脂當進水在5μs/cm，出水水質電阻≥15MΩ/cm-18MΩ/cm.

注：拋光樹脂是陰陽離子樹脂混合在一起的，我們出廠就以按比例混合好了，客戶直接裝填使用就可以，無需再生，使用起來方便，快捷，效果好！

拋光混床樹脂是再生型高轉型率陽陰混合樹脂，陽樹脂為H型，陰樹脂為OH型，此時陽、陰樹脂因正負電荷的作用力而抱團在一起，形成無數級復床，水流通過混床樹脂后經過無數級的交換過濾，值得高純度的水質。陽樹脂的H+離子與水中的Ca2+、Mg2+、Na+等陽離子發生置換反應，陰樹脂的OH-與水中硫酸根，氯根等陰離子發生置換反應，陽樹脂置換出的H+與陰離子置換出的OH-離子結合形成H2O。但隨著使用時間的延長，樹脂的交換能力會逐漸下降（也即H+和OH-逐漸被相應離子所交換），陽陰樹脂之間的靜電也會減弱，終樹脂失效后導致分層。

        另外分層的原因還有使用與裝填過程中的一些不合理工藝引起，比如樹脂裝天前，在罐體內加入過多水，導致混合樹脂分層；比如混合樹脂在使用過層中，停停用用導致水流反沖（反沖類似于對混合樹脂的反洗）導致混合樹脂分層等多種原因都會引起分層情況的發生。

        混合樹脂分層后，無數級的復床也即不存在，比重較輕的陰樹脂會在上層，比重較大的陽樹脂會往下沉，這個時候由于離子交換的不同步，會導致混床樹脂出水不合格，周期制水量也受到較大影響。

目前國內高、超純水用戶對此產品的應用不是很了解，所以普遍存在盲目追崇昂貴的進口拋光混床樹脂，而國內部分小樹脂生產企業，為了獲得，以不合格的低價的產品參與市場惡性低價競爭，也導致了部分用戶對國產拋光樹脂的不認可，希望通過交流，讓廣大終端用戶了解產品的理化性能和應用方法。

                        拋光樹脂產品使用及注意事項

　　1.拋光樹脂(是由高度純化、轉型的H型陽樹脂和OH型陰樹脂預混合而成，如果裝填和操作得當，在初的周期中即可制備出電阻率大于18.0MΩ.cm和TOC小于10ppb的超純水。

　　2.樹脂開封后長時間暴露在空氣中會吸收二氧化碳，因此拆包需盡快使用。不使用部分須小心密封，存放于避光陰涼處，環境溫度以5-40℃為宜。

　　3.在運輸、儲存和裝填過程中，任何無機或有機物質的接觸都會使樹脂受到污染，從而降低出水水質;影響運行工況。因此必須保證所有用于裝填、操作的設備和水不會污染樹脂。所有與樹脂接觸的水都必須使用高純水(本文中所涉及到的水均指"高純水"，即電阻率大于等于10MΩ.cm，同時TOC盡可能低于30ppb的水)，所有接觸樹脂的設備或器具都要在使用前經過高純水清洗。

　　4.如為換裝樹脂，設備中原有的舊樹脂必須從樹脂容器中移去，樹脂容器內部清潔無雜質。

　　拋光樹脂一般用于超純水處理系統末端，來保證系統出水水質維持用水標準。出水水質都能達到18兆歐以上，以及對TOC、SIO2都有一定的控制能力。 

18.25兆歐拋光樹脂的反應與再生問題剖析

　　一、交換能力

　　氫型陽離子交換樹脂在水中可解離出氫離子(H+)，當遇到金屬離子或其它陽離子，就發生互相交換作用，但交換后的樹脂，就不再是氫型樹脂了。例如，當水中的陽離子如鈣離子、鎂離子的濃度相當大時，磺酸型的陽離子交換樹脂中的氫離子，可和鈣、鎂離子進行交換，而形成鈣型或鎂型的陽離子交換樹脂，如下式：2R-SO3H+Ca2+→(R-SO3)2Ca+2H+(鈣型強酸性陽離子樹脂)2R-SO3H+Mg2+→(R-SO3)2Mg+2H+(鎂型強酸性陽離子交換樹脂)氫型陽離子交換樹脂的交換能力與被交換的陽離子的價數有密切關系。在常溫下，低濃度水溶液中，交換能力隨離子價數增加而增加，即價數越高的陽離子被交換的傾向越大。此外，若價數相同，離子半徑越大的陽離子被交換的傾向也越大。如果以自來水中經常出現陽離子列為參考對象。

離子交換樹脂

　　二、交換容量

　　離子交換樹脂進行離子的交換反應的性能，主要由交換容量表現出來。所謂交換容量是指每克干樹脂所能交換離子的毫克當量數，以mol/g為單位。當離子為一價時(如K+)，其毫克當量數即為其毫克分子數，對于二價(如Ca2+)或更多價離子(如Fe3+)，其毫克當量數即為其毫克分子數乘以其離子價數。交換容量又分為總交換容量、操作交換容量和再生容量等三種表示方法。總交換容量表示每克干樹脂所能進行離子交換反應的化學基總量，屬于理論性計量。操作交換容量表示每克干樹脂在某一定條件下的離子交換能力，屬于操作性計量，它與樹脂種類、總交換容量，以及具體操作條件(如接觸時間、溫度)等因素有關，可用于顯示操作效率。再生容量表示每克干樹脂在一定的再生劑量條件下，所取得的再生樹脂之交換容量，可用于顯示樹脂再生效率。

　　由于樹脂的結構不同(主要是活性基數目不同)，強酸性與弱酸性陽離子交換樹脂的交換容量也不相同。一般而言，弱酸性的活性基數目通常多于于強酸性，故總交換容量較高約7.0~10.5mol/g，相形之下，強酸性僅約3.2~4.5mol/g而已，但在實際應用中，弱酸性的操作交換容量卻不一定高于強酸性，例如，pH值低于5時，弱酸性的操作交換容量為零，根本無交換作用。在pH值為6.5時，兩者的操作交換容量相似；但在堿性溶液中，弱酸性遠高于強酸性。在再生容量方面，弱酸性則通常高于強酸性，故弱酸性的使用壽命會更長一些。

離子交換樹脂

　　三、再生

　　離子相對濃度高低對樹脂的交換性質會產生很大的影響。當水溶液中氫離子的濃度相當大時，鈣型或鎂型的陽離子交換樹脂中的鈣離子或鎂離子，可與氫離子進行交換，重新成為氫型陽離子交換樹脂。換言之，交換反應也可以反方向進行。由于離子交換過程是可逆的，因此當交換樹脂交換了一定量的離子后，可用相對濃度較高的氫離子再取代下來，使之一再重復被循環使用，這種作用稱為再生。其反應式如下：(R-SO3)2Ca+2H+→2R-SO3H+Ca2+(R-COO)2Ca+2H+→2R-COOH+Ca2+當氫型樹脂中的氫離子，都被其它硬度離子交換后，這些樹脂就沒有軟化水質作用，此時之狀態稱為飽和狀態。再生操作主要目的就是將已經達到飽和狀態的樹脂，利用再生劑洗出所交換來的陽離子，讓樹脂重新再回復到原有的交換容量，或所期望的容量程度，或原有的樹脂型態等。無論是強酸性或弱酸性陽離子交換樹脂，都可以使用稀硫酸或稀鹽酸作為再生劑，但一般認為以稀硫酸作為再生劑，效果可能會好一些。因為樹脂若吸附有機物的話，稀硫酸較稀鹽酸更能解析出有機物，所以一般工藝多采用稀硫酸為再生劑。不過實際應用時，可能因為硫酸的取得較為困難，所以多使用鹽酸作為再生劑居多。

離子交換樹脂

　　四、影響再生特性的主要因素

　　氫型樹脂的再生特性與它的類型和結構有密切關系，強酸性氫型樹脂的再生比較困難，需要的再生酸液的劑量比理論值高許多，而且必須較長的接觸時間。相形之下，弱酸性氫型樹脂的再生則比較容易，需要的再生酸液的劑量僅比理論值高一些，也不需要長的接觸時間。一般認為，在硫酸或鹽酸的用量為其總交換容量的二倍時，每次再生樹脂與再生酸液浸泡接觸時間是：強酸性約30~60分；弱酸性約30~45分。此外，氫型樹脂的再生特性也與它們的「交聯度」有關。所謂交聯度乃是定量樹脂中所含的交聯劑(如苯乙烯)的質量百分率。通常交聯度低的樹脂，其特征是聚合密度較低，內部空隙較多，網孔大，對水的溶脹性好，但對離子選擇較弱，交換反應速度快，較易再生，因此每次再生樹脂與再生酸液浸泡接觸時間較短。反之，交聯度高的樹脂，則需要較長再生酸液與樹脂接觸的時間。無論強酸性或弱酸性氫型樹脂的「交聯度」均可以在制造時控制。由于氫型樹脂的網孔不僅提供了良好的離子交換條件，而且也像活性碳一般，能產生分子吸附作用，也可能吸附各種有機物，因此容易受到有機物污染，而影響其操作效率，也使得其再生操作發生困難。如果樹脂在使用過程中，吸附了有機物，特別是大分子有機物，再生接觸時間必須更久，而且通常要提高溫度(70~80℃)才能除去大部分有機物，以免其效能降低太快，同時在高溫下操作，也可以加速再生反應時間，使浸泡接觸時間得以因而縮短。在這方面應用的再生劑，以硫酸較佳，理由是硫酸在加熱時相當安定，鹽酸則可能會產生有毒的氯化氫氣體。