Dowex nhựa trao đổi ion

Dowex nhựa trao đổi ion

Công ty TNHH Hóa chất Nam Thông Haiao

Nhựa hạt mịn DOWEX được sản xuất bằng cách kiểm soát chọn lọc công nghệ trùng hợp lơ lửng để sản xuất nhựa công nghiệp tiêu chuẩn 16-50 lưới. Nhựa kết quả bao gồm các hạt hình cầu hoàn chỉnh, có đặc tính động học và làm đầy tuyệt vời trong quá trình tách sắc ký và tránh các vấn đề liên quan đến việc nghiền hoặc nghiền nhựa.

Dow cung cấp một loạt các loại nhựa hạt mịn phù hợp để tách lớp trong ngành công nghiệp hóa chất và dược phẩm tốt. Nhựa anion và cation bao gồm kích thước hạt 50-100, 100-200 và 200-400 lưới có sẵn. Liên kết chéo (theo tỷ lệ phần trăm nội dung diethylene benzene) bao gồm 2%, 4% và 8%. Phạm vi sản phẩm rộng như vậy cho phép bạn chọn nhựa có độ thấm tốt, khả năng giữ nước và tổng công suất cho các ứng dụng cụ thể.

Lựa chọn nhựa phong phú của Dow không chỉ tăng cường khả năng của bạn để tối ưu hóa tách phòng thí nghiệm mà còn đơn giản hóa các điều chỉnh thường cần thiết trong quá trình khuếch đại quy trình. Điều này giúp đảm bảo rằng thành công của bạn trong phòng thí nghiệm có thể chuyển thành thử nghiệm cũng như thành công của các đơn vị sản xuất hàng loạt.

DOWEX Fine Granular Resin là một phương tiện tách bền, chống pH, sạch sẽ và hiệu suất có thể dự đoán được, có khả năng duy trì hiệu suất nhất quán và đáng tin cậy trong việc tách lớp trong ngành công nghiệp hóa chất và dược phẩm tốt.

Cấu trúc mạnh mẽ, không hòa tan DOWEX Fine Granular Resin dựa trên copolymer siêu xốp của styrene và diethylene benzene (DVB) và có khả năng chống oxy hóa, giảm, mài mòn cơ học và nghiền mạnh. Ngoài ra, cấu trúc này cũng không hòa tan trong các dung môi thông thường.

DOWEX Fine Granular Resin được sản xuất thông qua quy trình sản xuất tổng hợp trực tiếp. Điều này đảm bảo rằng các hạt nhựa hoàn chỉnh, hình cầu, sạch hơn và hiệu suất đáng tin cậy và ổn định hơn so với nhựa mài. Nhựa mài bao gồm các hạt có hình dạng bất thường và chứa'bột mịn'hoặc các hạt cực kỳ nhỏ. Bột mịn là một nguyên nhân phổ biến gây khó khăn trong chế biến: bụi được tạo ra khi xử lý nhựa khô; Khi được sử dụng như một phương tiện sắc ký hoặc phụ trợ lọc, nó sẽ chặn tấm thiêu kết hoặc hộp mực lọc; Thời gian lắng đọng kéo dài trong các ứng dụng xử lý hàng loạt; Và nó sẽ làm trầm trọng thêm sự mất mát của nhựa do tổn thất vật lý.

Kích thước hạt nghiêm ngặt và kiểm soát độ thấm Bằng cách kiểm soát quá trình trùng hợp lơ lửng, kích thước hạt của nhựa hạt mịn DOWEX được kiểm soát chặt chẽ. Đồng thời, tỷ lệ diethylene benzene (DVB) được sử dụng trong quá trình cũng được kiểm soát để xác định độ liên kết chéo (hoặc độ thấm) của nhựa. Những yếu tố này đảm bảo rằng chúng tôi có một loạt các sản phẩm để lựa chọn với các tính năng hiệu suất cụ thể và đáng tin cậy.

Quy tắc đặt tên Dow Resin

Sử dụng DOWEX ™ Các quy tắc đặt tên cho nhựa hạt mịn được thiết kế để truyền đạt thông tin cụ thể về loại nhựa và độ liên kết chéo. Nhựa được chia thành ba loại: nhựa trao đổi cation axit mạnh với tên mã'50W'; loại I nhựa trao đổi anion kiềm mạnh với tên mã'1'; Loại II nhựa trao đổi anion kiềm mạnh, có tên mã là'2'. Theo quy tắc đặt tên Dow, một trong ba tên mã này được sử dụng kết hợp với số'X'mô tả độ liên kết chéo của nhựa (số X đại diện cho tỷ lệ phần trăm diethylene benzene [DVB] trong copolymer nhựa). Vì vậy:

DOWEX 50WX8 là một loại nhựa cation axit mạnh có chứa 8% DVB.

DOWEX 1X4 là loại nhựa anion kiềm mạnh loại I chứa 4% DVB.

Cách đánh giá và lựa chọn nhựa DOWEX Fine Granular

Bảng 1 chứa thông tin cơ bản về đầy đủ các loại nhựa có hạt mịn DOWEX. Vui lòng sử dụng bảng này để chọn ứng cử viên nhựa phù hợp nhất cho ứng dụng của bạn.

Bảng 1. DOWEX ™ Đầy đủ các tùy chọn nhựa hạt mịn ¹, ²

Mô hình nhựaSố lượng (Mesh)Dạng ionKhả năng giữ nước (%)Tổng công suất trao đổi (meq/mL)Mật độ chồngDung tích mỗi thùng (lbs/5 ft³ trống)

Nhựa Cationic

Sản phẩm DOWEX 50WX250 - 100H⁺74 - 820.646230

Sản phẩm DOWEX 50WX2100 - 200H⁺74 - 820.646230

Sản phẩm DOWEX 50WX2200 - 400H⁺74 - 820.646230

Sản phẩm DOWEX 50WX450 - 100H⁺64 - 721.148240

Sản phẩm DOWEX 50WX4100 - 200H⁺64 - 721.148240

Sản phẩm DOWEX 50WX4200 - 400H⁺64 - 721.148240

Sản phẩm DOWEX 50WX850 - 100H⁺50 - 561.750250

Sản phẩm DOWEX 50WX8100 - 200H⁺50 - 581.750250

Sản phẩm DOWEX 50WX8200 - 400H⁺50 - 581.750250

Nhựa anion

Sản phẩm DOWEX 1X250 - 100Cl⁻65 - 750.744220

Sản phẩm DOWEX 1X2100 - 200Cl⁻70 - 800.644220

Sản phẩm DOWEX 1X2200 - 400Cl⁻70 - 800.644220

Sản phẩm DOWEX 1X450 - 100Cl⁻50 phút.1.044220

Sản phẩm DOWEX 1X4100 - 200Cl⁻55 - 631.044220

Sản phẩm DOWEX 1X4200 - 400Cl⁻55 - 631.044220

Sản phẩm DOWEX 1X850 - 100Cl⁻43 - 481.244220

Sản phẩm DOWEX 1X8100 - 200Cl⁻39 - 451.244220

Sản phẩm DOWEX 1X8200 - 400Cl⁻39 - 451.244220

Mặc dù các tính chất hóa học và vật lý của nhựa trao đổi ion được xác định bằng các phép đo cụ thể, các tính chất thực tế của nhựa cũng phụ thuộc vào mối tương quan giữa các đặc tính của nhựa và điều kiện ứng dụng tại thời điểm hoạt động.

Dưới đây là một cuộc thảo luận ngắn gọn về ba yếu tố cơ bản mà bạn có thể xem xét khi lựa chọn nhựa:

Ảnh hưởng của điều kiện ứng dụng đến công suất làm việc của nhựa

Nhựa có công suất trao đổi ion cao hơn có thể không nhất thiết cung cấp công suất làm việc lớn trong các ứng dụng cụ thể. Trên thực tế, đối với một giải pháp cụ thể, độ liên kết chéo của nhựa có thể đóng một vai trò quan trọng hơn trong việc xác định lượng dung môi hấp thụ so với khả năng trao đổi ion.

Độ xốp hiệu quả của nhựa có thể bị ảnh hưởng bởi các điều kiện dung môi, bao gồm cường độ ion, độ pH và các chất sửa đổi hữu cơ. Cung cấp một loạt các loại nhựa DOWEX với các mức độ liên kết chéo khác nhau, giúp đánh giá kích thước phân tử trong dung dịch, do đó xác định nhựa tốt cho các ứng dụng cụ thể.

Cân bằng yêu cầu hấp thụ dung môi và giảm áp suất

Sự hấp thụ dung môi bị ảnh hưởng bởi kích thước hạt và thường tăng khi kích thước hạt giảm. Sự hấp thụ axit L-chromanic của nhựa DOWEX 1X4 với kích thước hạt khác nhau trong thử nghiệm hấp phụ hàng loạt. Các loại nhựa 20-50 lưới tiêu chuẩn cho thấy đường đẳng nhiệt hấp thụ chậm hơn so với các loại nhựa có kích thước hạt mịn hơn.

Tuy nhiên, trong một số ứng dụng, việc lựa chọn nhựa chỉ dựa trên kích thước hạt nhỏ có thể gây khó khăn trong hoạt động. Hình 3 cho thấy sự mất mát ma sát (tức là giảm áp suất) của chất lỏng chảy qua ống cột tăng lên khi kích thước hạt nhựa bên trong ống giảm. Mặc dù việc sử dụng nhựa có kích thước hạt nhỏ hơn có thể cải thiện các đặc tính động học của một quy trình cụ thể, nhưng việc tăng áp suất phải được tính đến khi lựa chọn thiết bị, xác định các thông số vận hành và đánh giá tiềm năng sản xuất mở rộng.

Một số bước thử nghiệm có thể hữu ích khi đánh giá khả năng hấp thụ hòa tan và giảm áp suất của nhựa trong một hệ thống cụ thể. Để đo lượng dung môi hấp thụ, có thể sử dụng thí nghiệm lô: theo thời gian, lượng dung môi trong dung dịch nồng độ đã biết có thể được đo bằng một lượng nhựa cụ thể. Loại thí nghiệm hàng loạt này rất hữu ích trong việc xác định ảnh hưởng của kích thước hạt, cũng như xác định ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau, bao gồm độ pH, nhiệt độ, cường độ ion và chất tan cạnh tranh, ảnh hưởng đến tương tác hóa học tại các vị trí trao đổi ion hoạt động, động lực quá trình tổng thể và tốc độ trao đổi ion diễn ra.

Khi thực hiện so sánh giảm áp suất, cần nghiên cứu dòng chảy có độ nhớt tương tự như chất lỏng quá trình. Bất cứ khi nào có thể, hãy thử nghiệm với chất lỏng quá trình thực tế để đảm bảo rằng sự sụt giảm áp suất quan sát được trong quá trình so sánh có thể phản ánh những gì có thể gặp phải trong hoạt động thực tế.

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự ổn định của nhựa

Sự ổn định hoạt động của nhựa trao đổi ion phụ thuộc rất nhiều vào quá trình xử lý cụ thể. Do đó, kiểm tra độ ổn định trong điều kiện quá trình thực tế là một phần quan trọng trong quá trình đánh giá và lựa chọn nhựa.

Nhựa trao đổi ion chịu được một loạt các điều kiện hóa học và có thể được rửa trong toàn bộ phạm vi pH mà không có tác dụng phụ. Ngoài ra, nhựa trao đổi ion chịu được hầu hết các giải pháp vô cơ và hữu cơ, ngoại trừ các chất oxy hóa mạnh.

Nên tránh dung dịch axit nitric hoặc axit cromic, chất tẩy trắng hoặc dung dịch chứa clo và peroxide. Tiếp xúc với các chất oxy hóa mạnh như axit nitric có thể khiến nhựa bị oxy hóa nhanh chóng. Trong các điều kiện cụ thể, điều này có thể gây ra phản ứng bùng nổ tiềm tàng.

Sự suy thoái chậm do oxy gây ra có thể bị ảnh hưởng bởi xúc tác. Do đó, tiếp xúc của nhựa với các ion kim loại, bao gồm sắt, mangan và đồng, nên được giảm thiểu trong môi trường oxy hóa.

Sự ổn định vật lý của nhựa cũng bị ảnh hưởng bởi cách sản phẩm được xử lý. Lớp nhựa sâu, lớp đường kính nhỏ, tốc độ dòng chảy cao và bơm hoặc khuấy thường xuyên tất cả có thể dẫn đến tổn thất vỡ nhựa.

Tổn thất nghiền do các yếu tố cơ học có thể được giảm thiểu bằng cách hiểu các điều kiện vật lý được áp dụng bởi hệ thống và quy trình. Ví dụ, nếu môi trường hóa học được thay đổi để điều chỉnh khả năng giữ dung môi, nhựa có thể bị co giãn nhanh chóng. Nếu tác động thẩm thấu kết quả làm suy yếu cấu trúc hình thái hóa học của hạt nhựa, nó có thể dẫn đến tổn thất nghiền. Trong hầu hết các trường hợp, vỡ do co giãn là kết quả của sự kết hợp giữa tác động thẩm thấu và hiệu ứng cơ học của cột sắc ký, được mô tả trong phần'Mẹo lắp đặt phòng thí nghiệm'trên trang 7 và 8 của bản tóm tắt này.

Để đánh giá sự ổn định của nhựa trong một quy trình cụ thể, hãy tạo một mô hình hệ thống bằng cách sử dụng các mẫu quy trình thực tế. Làm cho các cột nhỏ của mỗi loại nhựa ứng cử viên trải qua nhiều chu kỳ tải, phục hồi và tái tạo sử dụng chất lỏng sản phẩm thực tế và các điều kiện hóa học tiếp theo. Kiểm tra bằng kính hiển vi được sử dụng để đo hiệu suất ổn định của nhựa trong điều kiện mô phỏng.

Mẹo tải bài

Cột phân loại quy mô phòng thí nghiệm có thể được sử dụng để thu thập thông tin có giá trị về phát triển quy trình và tính khả thi của nhựa.

Mặc dù các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm có thể cung cấp dữ liệu so sánh có giá trị để lựa chọn nhựa và xác định các thông số hoạt động của quá trình, kết quả không thể được khuếch đại trực tiếp mà không tính đến các yếu tố thiết kế hệ thống. Ngoài ra, nghiên cứu cột trong phòng thí nghiệm không nên thay thế cho việc phát triển và vận hành các hệ thống thử nghiệm trước khi phóng to. Dưới đây là hướng dẫn cơ bản để điền vào cột phân loại trong phòng thí nghiệm:

Nhựa hạt mịn có thể được sử dụng cho các cột thủy tinh thông thường, nhưng tốt cho các cột có thể chịu được áp lực khoảng 3 kg/cm² hoặc cao hơn.

Cảnh báo: Trong một số điều kiện nhất định, một phần của nhựa khi mở rộng có thể tạo ra lực đủ lớn để làm cho cột thủy tinh bị vỡ. Nên sử dụng cột phân lớp được trang bị ống an toàn bảo vệ quá tải hoặc cột thủy tinh có nắp bảo vệ bằng nhựa để đánh giá trong phòng thí nghiệm. Đường kính bên trong của cột laminate không được nhỏ hơn 1,5 cm. Các cột nhỏ hơn có thể tạo ra hiệu ứng tường can thiệp vào việc tách sắc ký và ảnh hưởng đến điểm thâm nhập của nhựa.

Trước khi lắp đặt cột, cần phải sử dụng dòng chảy có thể gây ra sự giãn nở lớn của nhựa để làm sạch nó, để hydrat hóa và kích hoạt nhựa. Sau đó, áp dụng phương pháp tương dịch lắp cột, chú ý bài trừ bong bóng khí. Đừng bao giờ để cây cột khô. Giường cột được giải quyết bằng pha dòng chảy với tốc độ cao hơn một chút so với tốc độ dòng chảy hoạt động bình thường (ví dụ: nếu tốc độ dòng chảy hoạt động là 2,0 mL/phút, giường cột được giải quyết với tốc độ dòng chảy là 2,5 mL/phút).

Sau khi tải các cột, hệ thống cần được chạy tuần hoàn giữa giai đoạn rửa và tái tạo để xác định xem hiện tượng co giãn đáng kể có xảy ra hay không. Nhựa nên được bổ sung hoặc điều chỉnh thể tích giường trụ tại thời điểm này trước khi tiến hành đánh giá mẫu thực tế. Các cột laminate trong phòng thí nghiệm được trang bị pít tông điều chỉnh có thể đơn giản hóa quá trình tinh chỉnh này.

Để xác định tỷ lệ lấy mẫu và rửa tốt, trước tiên bạn nên lấy mẫu với thể tích cột khoảng 10% của mẫu trên (đối với mẫu cô đặc) hoặc thể tích mẫu với thể tích mẫu tương đương với khoảng 75% dung tích trao đổi lý thuyết của chất lỏng hiếm. Tốc độ dòng chảy mẫu trên là 0,5 lần thể tích tầng giường/giờ là điểm khởi đầu thích hợp hơn. Các yêu cầu tinh chỉnh cụ thể sẽ phụ thuộc vào nồng độ của các thành phần trong thức ăn, độ tinh khiết của sản phẩm mong muốn và mức độ khó tách.

Ứng dụng:

Tách bạc khỏi các yếu tố trao đổi cation bằng dung môi trộn trên Dowex 50w-X8

Strontium trong dung dịch axit sulfuric hấp thụ nhựa Dowex 50W-X

Dowex 50W × 8 Cationic trao đổi nhựa điều kiện ban đầu để phân tách terterbium lutetium

Dowex nhựa trao đổi ion