鈉(na)型陽離子(zi)交換樹(shu)脂是糖(tang)業現(xian)代(dai)化(hua)的(de)重(zhong)要(yao)標誌
鈉(na)型陽離子(zi)交換樹(shu)脂是壹(yi)種(zhong)化(hua)學(xue)物質(zhi),主(zhu)要用(yong)於制造精糖(tang)和(he)食用(yong)糖(tang)漿(jiang)的(de)提純。鈉(na)型陽離子(zi)交換樹(shu)脂是以苯(ben)乙(yi)烯和(he)二乙(yi)烯苯(ben)聚(ju)合(he), 經硫酸磺(huang)化(hua)而(er)制得(de)的(de)聚(ju)合(he)物。 生產過(guo)程中(zhong)不(bu)含(han)有明 膠及(ji)其它任(ren)何(he)動(dong)物提取物。鈉(na)型陽離子(zi)交換樹(shu)脂遇(yu)水可(ke)將(jiang)其本(ben)身(shen)的(de)某(mou)壹(yi)種(zhong)具有活性(xing)的(de)離子(zi)和水中(zhong)某(mou)電離子(zi)相互(hu)交換(huan),即(ji)發(fa)生置換反(fan)應(ying),去除(chu)水中(zhong)可(ke)溶(rong)解(jie)的(de)離子(zi)。鈉(na)型陽離子(zi)交換樹(shu)脂有粉狀和球狀(zhuang),都(dou)是人(ren)工(gong)合(he)成(cheng)的(de)。
鈉(na)型陽離子(zi)交換樹(shu)脂在工業應(ying)用(yong)中(zhong),鈉(na)型陽離子(zi)交換樹(shu)脂的(de)優(you)點(dian)主(zhu)要是(shi)處(chu)理(li)能(neng)力(li)大,脫(tuo)色範圍(wei)廣(guang),脫(tuo)色容(rong)量高(gao),能(neng)除(chu)去各(ge)種(zhong)不(bu)同(tong)的(de)離子(zi),可以反(fan)復(fu)再(zai)生使(shi)用(yong),工作壽(shou)命(ming)長(chang),運(yun)行費(fei)用(yong)較低(di)(雖然壹(yi)次投入費(fei)用(yong)較大)。以(yi)鈉(na)型陽離子(zi)交換樹(shu)脂為基(ji)礎的(de)多(duo)種(zhong)新技(ji)術,如色譜(pu)分離法、離子(zi)排斥法、電滲析(xi)法等,鈉(na)型陽離子(zi)交換樹(shu)脂各具*的(de)功(gong)能(neng),可(ke)以(yi)進行各(ge)種(zhong)特殊(shu)的(de)工(gong)作,鈉(na)型陽離子(zi)交換樹(shu)脂是其他(ta)方法難以做到的(de)。離子(zi)交換技(ji)術(shu)的(de)開(kai)發(fa)和(he)應(ying)用(yong)還在(zai)迅速發展之中(zhong)。
鈉(na)型陽離子(zi)交換樹(shu)脂的(de)應(ying)用(yong)是近(jin)年(nian)國內外(wai)制糖(tang)工(gong)業的(de)壹(yi)個(ge)重點(dian)研究(jiu)課題,鈉(na)型陽離子(zi)交換樹(shu)脂是糖(tang)業現(xian)代(dai)化(hua)的(de)重(zhong)要(yao)標誌。鈉(na)型陽離子(zi)交換樹(shu)脂膜(mo)分離技(ji)術(shu)在糖(tang)業的(de)應(ying)用(yong)也受(shou)到廣泛(fan)的(de)研(yan)究(jiu)。鈉(na)型陽離子(zi)交換樹(shu)脂都(dou)是用(yong)有機合成(cheng)方法制成(cheng)。常用(yong)的(de)原(yuan)料(liao)為(wei)苯(ben)乙(yi)烯或(huo)丙(bing)烯(xi)酸(酯),通過聚合反(fan)應(ying)生成(cheng)具有三維空間立(li)體(ti)網絡結構的(de)骨(gu)架(jia),再(zai)在(zai)骨架(jia)上(shang)導入(ru)不(bu)同(tong)類(lei)型的(de)化(hua)學(xue)活性(xing)基(ji)團(tuan)(通常為酸性或堿性基(ji)團(tuan))而(er)制成(cheng)。鈉(na)型陽離子(zi)交換樹(shu)脂不(bu)溶(rong)於(yu)水和(he)壹(yi)般溶(rong)劑。大多(duo)數制成(cheng)顆(ke)粒(li)狀,也有壹(yi)些(xie)制成(cheng)纖(xian)維狀(zhuang)或粉(fen)狀(zhuang)。樹(shu)脂顆(ke)粒(li)的(de)尺(chi)寸(cun)壹(yi)般在0.3~1.2mm 範圍(wei)內(nei),大部(bu)分在(zai)0.4~0.6mm之間。它們(men)有較高的(de)機(ji)械強(qiang)度(du)(堅(jian)牢性),化(hua)學(xue)性質(zhi)也很穩(wen)定(ding),在正(zheng)常(chang)情(qing)況(kuang)下有較長(chang)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。鈉(na)型陽離子(zi)交換樹(shu)脂中(zhong)含(han)有壹(yi)種(zhong)(或幾(ji)種(zhong))化(hua)學(xue)活性(xing)基(ji)團(tuan),它即(ji)是(shi)交(jiao)換(huan)官(guan)能(neng)團(tuan),在(zai)水溶(rong)液中(zhong)能(neng)離解(jie)出(chu)某(mou)些陽(yang)離子(zi)(如h 或na )或(huo)陰(yin)離子(zi)(如oh-或cl-),同(tong)時(shi)吸(xi)附溶(rong)液中(zhong)原(yuan)來(lai)存有的(de)其他(ta)陽(yang)離子(zi)或陰(yin)離子(zi)。即樹脂中(zhong)的(de)離子(zi)與(yu)溶(rong)液中(zhong)的(de)離子(zi)互相交(jiao)換,從(cong)而(er)將(jiang)溶(rong)液中(zhong)的(de)離子(zi)分離出(chu)來(lai)。鈉(na)型陽離子(zi)交換樹(shu)脂中(zhong)化(hua)學(xue)活性(xing)基(ji)團(tuan)的(de)種(zhong)類(lei)決定(ding)了樹脂的(de)主(zhu)要性(xing)質(zhi)和類(lei)別。首(shou)先(xian)區分為(wei)陽(yang)離子(zi)樹脂和陰(yin)離子(zi)樹脂兩大類(lei),它們(men)可(ke)分別(bie)與(yu)溶(rong)液中(zhong)的(de)陽(yang)離子(zi)和陰(yin)離子(zi)進行離子(zi)交換。陽(yang)離子(zi)樹脂又分為(wei)強(qiang)酸性和弱(ruo)酸性兩類(lei),陰(yin)離子(zi)樹脂又分為(wei)強(qiang)堿性和弱(ruo)堿性兩類(lei) (或再(zai)分出(chu)中(zhong)強(qiang)酸和中(zhong)強(qiang)堿性類(lei))。
鈉(na)型陽離子(zi)交換樹(shu)脂根(gen)據(ju)其基(ji)體(ti)的(de)種(zhong)類(lei)分為(wei)苯(ben)乙(yi)烯系(xi)樹脂和丙(bing)烯(xi)酸系(xi)樹脂,及(ji)根(gen)據(ju)樹(shu)脂的(de)物理結構分為(wei)凝(ning)膠型(xing)和大孔(kong)型(xing)。
鈉(na)型陽離子(zi)交換樹(shu)脂的(de)品(pin)種(zhong)很多(duo),因化(hua)學(xue)組成(cheng)和結構不(bu)同(tong)而(er)具(ju)有不(bu)同(tong)的(de)功(gong)能(neng)和(he)特(te)性(xing),鈉(na)型陽離子(zi)交換樹(shu)脂適應(ying)於(yu)不(bu)同(tong)的(de)用(yong)途。鈉(na)型陽離子(zi)交換樹(shu)脂應(ying)用(yong)樹脂要根(gen)據(ju)工(gong)藝(yi)要(yao)求(qiu)和物料(liao)的(de)性(xing)質(zhi)選用(yong)適當(dang)的(de)類(lei)型和(he)品(pin)種(zhong)。
離子(zi)交換樹(shu)脂的(de)基(ji)體(ti)(matrix),制造原(yuan)料(liao)主(zhu)要有苯(ben)乙(yi)烯和(he)丙(bing)烯(xi)酸(酯)兩大類(lei),它們(men)分別(bie)與(yu)交(jiao)聯(lian)劑二乙(yi)烯苯(ben)產生聚(ju)合反(fan)應(ying),鈉(na)型陽離子(zi)交換樹(shu)脂形(xing)成(cheng)具有長(chang)分子(zi)主(zhu)鏈(lian)及(ji)交聯(lian)橫(heng)鏈(lian)的(de)網(wang)絡骨(gu)架(jia)結構的(de)聚(ju)合(he)物。苯(ben)乙(yi)烯系(xi)樹脂是先使用(yong)的(de),丙(bing)烯(xi)酸系(xi)樹脂則(ze)用(yong)得較(jiao)後。
這兩類(lei)樹脂的(de)吸(xi)附性能(neng)都(dou)很好(hao),但(dan)有不(bu)同(tong)特(te)點(dian)。丙(bing)烯(xi)酸系(xi)樹脂能(neng)交(jiao)換(huan)吸(xi)附大多(duo)數離子(zi)型色素,脫(tuo)色容(rong)量大,而(er)且(qie)吸附物較易洗(xi)脫(tuo),便(bian)於再(zai)生,在(zai)糖(tang)廠中(zhong)可(ke)用(yong)作主(zhu)要的(de)脫(tuo)色樹(shu)脂。苯(ben)乙(yi)烯系(xi)樹脂擅長(chang)吸(xi)附芳香族(zu)物質(zhi),善(shan)於吸附糖(tang)汁(zhi)中(zhong)的(de)多(duo)酚(fen)類(lei)色素(包(bao)括帶負(fu)電的(de)或(huo)不(bu)帶電的(de));但(dan)在(zai)再(zai)生時(shi)較難(nan)洗(xi)脫(tuo)。因此(ci),糖(tang)液先用(yong)丙(bing)烯(xi)酸樹脂進行粗(cu)脫(tuo)色,再(zai)用(yong)苯(ben)乙(yi)烯樹(shu)脂進行精(jing)脫(tuo)色,可(ke)充分發(fa)揮(hui)兩者的(de)長(chang)處(chu)。
陽離子(zi)交換樹(shu)脂樹脂的(de)交(jiao)聯(lian)度(du),即樹脂基(ji)體(ti)聚(ju)合(he)時所用(yong)二乙(yi)烯苯(ben)的(de)百分數,對樹(shu)脂的(de)性(xing)質(zhi)有很大影(ying)響(xiang)。通常,交聯度(du)高(gao)的(de)樹(shu)脂聚合得比(bi)較(jiao)緊(jin)密(mi),堅(jian)牢而耐用(yong),密(mi)度(du)較(jiao)高(gao),內部(bu)空隙較少,對離子(zi)的(de)選(xuan)擇(ze)性(xing)較強(qiang);而(er)交(jiao)聯(lian)度(du)低(di)的(de)樹(shu)脂孔(kong)隙(xi)較(jiao)大,脫(tuo)色能(neng)力(li)較(jiao)強(qiang),反(fan)應(ying)速度較(jiao)快,但(dan)在(zai)工(gong)作時的(de)膨(peng)脹(zhang)性較(jiao)大,機(ji)械強(qiang)度(du)稍(shao)低(di),比(bi)較(jiao)脆(cui)而易碎。鈉(na)型陽離子(zi)交換樹(shu)脂工業應(ying)用(yong)的(de)鈉(na)型陽離子(zi)交換樹(shu)脂的(de)交(jiao)聯(lian)度(du)壹(yi)般不(bu)低(di)於4%;用(yong)於脫(tuo)色的(de)樹(shu)脂的(de)交(jiao)聯(lian)度(du)壹(yi)般不(bu)高(gao)於(yu)8%;單純(chun)用(yong)於吸(xi)附無(wu)機離子(zi)的(de)樹(shu)脂,其交(jiao)聯(lian)度(du)可(ke)較(jiao)高(gao)。