离子交换膜与离子交换树脂的比较

离子交换膜又称“离子交换树脂膜”或“离子选择透过膜”。这是因为离子交换膜与用于水处理领域的粒状离子交换膜树脂,具有基本相同的结构,而且早期的离子交换膜就是使用离子交

换树脂,通过加入粘合剂混炼拉片,然后加网热压成为膜状物的,所以,有“离子交换树脂漠”之称。但是,离子交换膜和离子交换树脂之间,除形状之差而外,还有着根本不同的作用原理:离子交换树脂是通过离子的吸附、药品溶离和再生的离子交换机能进行脱盐,但离子交换膜不是通过离子交换的机能,而是以选择透过为其主要机理,将离子作为一种选择性通过的媒介物。此外,在应用方法上也不相同,例如,离子交换树脂的使用过程包含着处理、交换、再生等步骤,而离子交换膜在应用过程中,可以连续作用,不必再生。由此看来,与其称为离子交换膜,不如称为“离子选择透过膜”更为确切。不过,根据长期的习惯,人们还是沿称“离子交换膜”。

离子交换膜与离子交换树脂

离子交换膜可制成均相膜和非均相膜两类。

而离子交换树脂就属于非均相膜

①均相膜。先用高分子材料如丁苯橡胶、纤维素衍生物、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈等制成膜，然后引入单体如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等，在膜内聚合成高分子，再通过化学反应引入所需功能基。也可通过甲醛、苯酚等单体聚合制得。

②非均相膜。用粒度为200～400目的离子交换树脂和普通成膜性高分子材料如聚苯乙烯、聚氯乙烯等充分混合后加工成膜制得。

下面给一些离子交换树脂的具体资料:

离子交换树脂分为阴阳两种类型，阳离子交换树脂又分为强酸性和弱酸性，阴离子交换树脂分为强碱性和弱碱性。

水通过阳离子交换树脂时变为酸性，再通过阴离子交换树脂变为中性后回到水族箱中，因此使用离子交换树脂时，要强酸性与强碱性、弱酸性与弱碱性配对使用，离子交换树脂依其听附对象的不同又分为H型，OH型CI型和NA型，水族箱适用NA型，（钠型）其目的是软化水质。

阳离子交换树脂的再生可用5%--10%盐酸、0.5%--5%硫酸、10%的食盐水或海水其中之一种，阴离子交换树脂的再生可用2%--10%氢氧化钠、2%--4%氨水或10%食盐水其中之一种，均浸泡24小时。离子交换树脂也是一种化学滤材

载体不同

后者属于前者，后者是前者所包含的物质之一。

如果还要细分的话还有正离子交换膜，负离子交换膜等。

水处理设备网讯：离子交换膜和球状离子交换树脂在化学结构上是相同的，所以有人称它为膜状的离子交换树脂。早期是利用粉碎的离子交换树脂加入粘合剂制成薄膜，故称为离子交换（树脂）膜。因为在膜中存在粘合剂，活性基团将会分布不均，故又称为异相（非均质）离子交换膜。随着制膜技术不断发展，近

年来已经能够制备不加粘合剂的膜，因其活性基团分布能够均一，故称为均相（或均质）离子交换膜。

如上图所示，分别为均相阳膜的网状结构和微孔结构示意图，表明这种膜是一种带有解离离子并有曲折的微孔通道的高聚物电解质薄膜。在应用中，离子交换膜与离子交换树脂的作用不同，离子交换膜是与外界电解质溶液中的离子进行胶体地吸附、解吸，使之穿过膜，故又称为离子选择透过性膜。而离子交换树脂只是选择性地吸附离子，尔后用化学药品进行解吸再生。

在生产实践中，从组装电渗析器开始到运行制水，都应对膜的物化性能和电化学性能提出严格要求。

1.物理性能：①膜应平正均一光滑，无针孔。这样可以避免电渗析器密封不良和防止原水中的浊物积聚在膜面上以及因出现针孔造成浓、淡水互窜等。

②膜应具有一定的机械强度和韧性，以防组装不慎时折裂，或因运行中水压力不平衡使膜变形或产生裂缝。可采用纤维网布增加强度和耐折性，更主要的是应注意选择制膜的基材等。

2.化学性能：①能耐受一定酸、碱。因为在维修电渗析器时，常用稀酸洗涤膜上的水垢，有时在浓水系统加酸运行。②极水室隔膜应选择特殊的制膜基材，阳极室膜应能抵抗新生态氯和氧的侵蚀。阴极膜应能耐受碱性的阴极水。③应有较高的交换容量。交换容量是一个关键的指标，交换容量高的膜，电化学性能优良，但由于活性基团具有亲水性能，当活性基团高时，水分和溶胀度即随之增大，这就会影响膜的强度。有时也会因膜体结构过于疏松，从而降低膜的选择透过性。

3.电化学性能：在从事电渗析脱盐过程中，始终和膜的导电性能和选择透过性能密切联系着，要求膜具有良好的导电性能和选择透过性能。然而两者又受着膜交换容量的制约。

2.1 引言

离子交换膜与离子交换树脂具有相同的基本化学结构，但在制备方法上，因为离子交换膜既包括树脂的合成过程又有膜的成膜过程，所以离子交换膜的制备方法较为复杂。除参照离子交换树脂制备外，一些非荷电膜的成膜方法对于离子交换膜也适用。通常离子交换膜的制备包括三个主要过程：①基膜制备；②引进交联结构；③引入功能基团。至于制膜的途径也主要是下述的三种之一：

①先成膜后导人活性基团；

②先导入活性基团再成膜；

③成膜与导入活性基团同时进行。

上述的三条路线会因具体的工艺不同而不同，特别是对于前两种方法涉及基膜的制备或者利用荷电材料来成膜，所采用的具体方法同一般的非荷电膜，可参见有关专著。以下根据不同的具体情况予以介绍。

2.2 非均相离子交换膜的制备方法

与均相离子交换膜不同，非均相离子交换膜是指膜主体相和固定基团不以化学键结合，这类膜一般电化学性能不好，但由于价格便宜，在初级水处理中应用较广。其制备方法一般遵循以下几条路线。

热压法：离子交换树脂粉与惰性聚合物黏结剂混合，然后在适当的压力和聚合物软化温度附近热压成型。

熔融挤出法：离子交换树脂粉与惰性聚合物黏结剂混合，通过加入塑化剂或者加热使其成为半流动状态，然后挤出成膜。

流涎法：树脂粉与聚合物溶液混合然后利用常规的流涎方法通过蒸发溶剂成膜。

流涎聚合法：离子交换树脂分散在部分聚合的聚合物溶液中流涎成膜然后再进行后聚合。目前，市场上的异相膜主要采用热压成型法，详细步骤同塑料加工基本一样。先将粉状

（<50μm）的离子交换树脂和惰性黏合剂按一定比例混合，在双筒（或三筒）滚压机上混炼，再拉出一定厚度的膜片（约0.5mm）然后在膜的上下两面各加一层网布，在聚合物的软化温度附近热压成膜。阳膜采用阳离子交换树脂；阴膜采用阴离子交换树脂。惰性黏结剂是采用热塑性的线性高分子聚合物，一般是聚烯烃或其衍生物，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、氯乙烯一丙烯腈等。天然或合成橡胶也可作黏合剂。

离子交换树脂” 离子交换树脂在高分子合成材料中,虽属小品种,但其应用面勿‘,.并且在各种现代工业_L己成为不可缺少的一种产.错,其最大的用途是在夭然水的纯化方面,这对现代工业的发展起着关键性的作用。如发电厂中的高压和超高压锅炉、原子能反应堆、化学工业和电子工业等都需要大量高纯水,采用离子交换法则具有设备简单,成本低廉,占地面积小,操作简便等优点。其次是冶金工业上可应用于稀有元素的提取和纯化,以及希土元素的分离。在医药工业上可应用于若干抗菌素的提纯,某些生物药品如酶、多肤、氨基酸的分离。近年来又推广应用于食品工业上糖的精制和食品中有毒重金属的去除,对工业的废水废气的处理等,同时在有机合成上用作催化剂和在分析化学上相似离子的色层分析等。由此可见,离子交换树脂将逐渐成为现代工业和科学研究方面不可缺少的一项工具。1.国外概况离子交换树脂是三十年代问世的一项新型合成材料,最初是以酚醛和服醛两种树脂为骨架的阴阳离子交换树脂,品种不全、质量较差。第二次世界大战期间,在德国和美国有较多的发展,特别是美国应用离子交换树脂色层分离技术,将希土元素分离到高纯度,从而加速了原子能工业的发展。

2007-08-28 16:41

离子交换树脂的种类及性能

离子交换树脂的基本类型

(１) 强酸性阳离子树脂

这类树脂含有大量的强酸性基团，如磺酸基－SO3H，容易在溶液中离解出H+，故呈强酸性。树脂离解后，本体所含的负电基团，如SO3－，能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。

树脂在使用一段时间后，要进行再生处理，即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行，使树脂的官能基团回复原来状态，以供再次使用。如上述的阳离子树