Sifat fisik resin penukar ion
Bersamahanya menggunakan tipe gelSAYApada resin pertukaranResin makropori tampak seperti bola transparan atau tembus cahaya, sementara resin makropori tampak seperti bola putih susu atau buram. Warnanya berkisar antara kuning, putih, dan cokelat kemerahan. Resin berkualitas tinggi memiliki tingkat kebulatan yang tinggi, bebas retak, berwarna seragam, dan bebas dari pengotor.
Resin penukar ion tipe gel Ukuran partikel (dalam mm) umumnya 0,3-1,2 mm (setara dengan 50-16 mesh), dengan ukuran partikel efektif (d10) 0,36-0,61 mm dan koefisien keseragaman (K) 1,22-1,66. Ukuran partikel efektif adalah diameter lubang saringan yang dilalui 10% partikel resin dan 90% tertahan. Koefisien keseragaman adalah rasio diameter lubang saringan (d60) terhadap (d90) yang dilalui 60% partikel, yaitu, K = d60/d90. Koefisien keseragaman umumnya lebih besar dari 1; semakin mendekati 1, semakin seragam komposisi ukuran partikel. Ukuran partikel resin secara signifikan mempengaruhi laju pertukaran, hambatan aliran air, dan pencucian balik. Ukuran partikel yang besar menghasilkan laju pertukaran yang lebih lambat dan kapasitas pertukaran yang lebih rendah; ukuran partikel yang kecil menghasilkan hambatan aliran air yang lebih besar; Ukuran partikel yang tidak merata, dengan partikel-partikel kecil terperangkap di pori-pori partikel yang lebih besar, meningkatkan hambatan aliran air dan menghambat pencucian balik. Oleh karena itu, ukuran partikel harus tepat dan terdistribusi secara merata.
Kepadatan, satuan: g/cm³. Kepadatan resin umumnya dinyatakan sebagai kepadatan tampak basah (kepadatan curah) dalam keadaan terhidrasi dan kepadatan sebenarnya basah.
① Kepadatan tampak basah, satuan: g/cm³. Kepadatan tampak basah adalah massa resin basah yang dikemas per satuan volume dan digunakan untuk menghitung jumlah resin yang dibutuhkan dalam wadah penukar. Kepadatan tampak basah = massa resin basah / volume curah resin basah. Kepadatan tampak basah berbagai resin komersial adalah sekitar 0,6-0,86 g/cm³.
② Kepadatan sejati basah, satuan: g/cm³. Kepadatan sejati basah adalah kepadatan partikel resin setelah mereka menyerap air. Kepadatan sejati basah = massa resin basah / volume partikel resin basah. Perhatikan bahwa volume partikel resin dalam rumus di atas tidak termasuk volume pori-pori di antara partikel. Kepadatan sejati basah umumnya 1,04-1,3 g/cm³. Biasanya, 1,3 g/cm³ untuk resin penukar kation dan 1,10 g/cm³ untuk resin anion. Kepadatan sejati basah digunakan untuk menentukan intensitas pencucian balik dari lapisan resin. Lebih lanjut, dalam lapisan resin campuran, kepadatan sejati basah juga terkait dengan stratifikasi resin setelah pencucian balik. Resin penukar anion ringan dan akan berada di lapisan atas setelah pencucian balik, sementara resin penukar kation berat dan akan berada di lapisan bawah setelah pencucian balik. Selama penggunaan, kepadatan resin sedikit menurun karena pelepasan gugus dan putusnya rantai di dalam tulang punggung resin.
Bahasa Indonesia: |
Resin penukar ion tipe gel Kadar air (satuan: %). Kadar air mengacu pada fraksi massa air yang terkandung dalam resin basah (setelah resin terserap dan mengembang sempurna dalam air) dan umumnya sekitar 50%. Kadar air terutama ditentukan oleh tingkat ikatan silang resin, jenis dan jumlah gugus aktif, serta faktor-faktor lainnya. Semakin rendah tingkat ikatan silang, semakin besar pori-pori resin, dan semakin tinggi kadar airnya.
Pembengkakan (satuan: %). Perubahan volume resin yang disebabkan oleh perubahan kondisi seperti penyerapan atau transformasi air disebut pembengkakan. Pembengkakan terjadi ketika ion yang dilepaskan oleh gugus aktif setelah kontak dengan air terhidrasi membentuk ion terhidrasi, sehingga memperluas ikatan silang. Peningkatan volume resin kering setelah kontak dengan pelarut disebut derajat pembengkakan absolut, sedangkan perubahan volume resin basah ketika beralih dari satu bentuk ionik ke bentuk ionik lainnya disebut derajat pembengkakan relatif, juga dikenal sebagai laju pembengkakan transisi. Derajat pembengkakan absolut = (volume sebelum pembengkakan - volume setelah pembengkakan) / volume sebelum pembengkakan. Derajat pembengkakan relatif (atau laju pembengkakan transisi) = (volume sebelum transisi - volume setelah transisi) / volume sebelum transisi. Semakin rendah derajat ikatan silang resin, semakin mudah gugus aktif terionisasi, semakin besar kapasitas tukar, dan semakin besar derajat pembengkakan. Semakin besar radius hidrasi ion yang dapat dipertukarkan pada resin dan semakin rendah konsentrasi elektrolit dalam air, semakin besarResin penukar ion tipe gelTingkat pembengkakan. Urutan pembengkakan untuk resin kation asam kuat dan resin anion basa kuat dalam berbagai bentuk ionik adalah: kation: H+ > Na+ > NH4+ > K+ > Ag+; anion: OH-> HCO3- ≈ CO32-> SO42-> Cl-. Laju pembengkakan untuk resin penukar kation berbasis stirena dari RNa ke RH (dinyatakan sebagai RNa→RH) adalah sekitar 5%-10%, sedangkan laju pembengkakan untuk resin penukar anion berbasis stirena dari RCI ke ROH adalah sekitar 10%-20%. Resin penukar kation asam lemah berbasis akrilik memiliki laju pembengkakan yang sangat tinggi, sekitar 60%-70% untuk RweakH→RweakNa. Karena semua resin membengkak hingga tingkat tertentu, ruang harus disediakan saat merancang wadah penukar. Resin dengan tingkat ekspansi transformasi tinggi rentan terhadap penuaan karena pemuaian dan penyusutan berulang selama penggunaan.
Porositas dan Luas Permukaan Spesifik: Seri D001x14-20 yang saat ini digunakan Resin penukar ion tipe gelmemiliki diameter pori rata-rata 10-15,4 nm, porositas (volume pori per satuan partikel resin) 0,09-0,21 mL/g, dan luas permukaan spesifik 16-36,4 m²/g (kering). Resin tipe gel memiliki luas permukaan spesifik kurang dari 1 m²/g.
Derajat ikatan silang, diukur dalam %, mengacu pada proporsi pengikat silang yang digunakan dalam pembuatan resin. Misalnya, resin berbasis stirena dipolimerisasi menggunakan stirena sebagai monomer dan divinilbenzena sebagai pengikat silang. Derajat ikatan silang mengacu pada fraksi massa divinilbenzena dalam resin. Derajat ikatan silang memengaruhi banyak sifat resin. Derajat ikatan silang yang lebih tinggi meningkatkan kekuatan mekanis resin dan mengurangi ketahanannya terhadap pembengkakan dalam air. Perubahan derajat ikatan silang dapat mengubah sifat-sifat seperti kapasitas tukar, kadar air, kapasitas pembengkakan, dan kekuatan mekanis resin. Derajat ikatan silang resin penukar ion yang digunakan untuk pengolahan air harus 7% hingga 10%. Pada saat ini, ukuran pori rata-rata dalam kisi resin adalah 2 hingga 4 mm. Kekuatan mekanis Kekuatan mekanis mencerminkan kemampuan resin untuk menjaga integritas partikel. Resin akan pecah saat terkena benturan, tabrakan, gesekan, dan pembengkakan selama penggunaan. Oleh karena itu, resin harus memiliki kekuatan yang memadai dan kehilangan resin tahunan harus kurang dari 3% hingga 7%. Tahan panas Berbagai resin memiliki rentang suhu operasi tertentu. Jika batas atas terlampaui, resin akan mengalami dekomposisi termal. Pada suhu serendah 0°C, air dalam resin akan membeku, menyebabkan partikel pecah. Suhu penyimpanan dan penggunaan resin biasanya dikontrol pada 5 hingga 40°C. (10) Konduktivitas Resin kering tidak bersifat konduktif, sedangkan resin basah dapat menghantarkan listrik karena ion-ion yang terdisosiasi.