کدام رزین سختی گیر برای نرم کننده آب بهتر است، 8٪ یا 10٪؟ همانطور که می دانید رزین سختی گیر آب می تواند  به طور طبیعی و مصنوعی باشند. رزین های طبیعی می توانند در محیط های مختلف زمین شناسی مانند رسوبات خاکستر آتشفشانی در دریاها و دریاچه ها و سنگ های رسوبی یافت شوند. به عنوان مثال زئولیت یکی از رزین هایی است که در طبیعت یافت می شود. خاک رس، دولومیت ها نمونه های دیگری از رزین های طبیعی هستند.

برخی از رزین ها به صورت مصنوعی و با ساخت دست بشر تهیه می شوند. این نمونه رزین های سختی گیر برای مصارف متنوع مورد استفاده قرار می گیرند و یکی از پر استفاده ترین رزین های مصنوعی در صنعت تصفیه اب است.

 نحوه ساخت رزین های مصنوعی سختی گیر آب

رزین‌های نرم‌کننده آب با دو مونومر ساخته شده‌اند و دانه‌های به‌دست‌آمده قوی هستند و ظرفیت تبادل بالایی دارند. مونومر (به انگلیسی: Monomer) یا تک‌پار نوعی مولکول است که واحد اصلی پلیمرها را تشکیل می‌دهد. مونومرها از طریق فرایندی که با عنوان پلیمریزاسیون شناخته می‌شود، به سایر مونومرها متصل می‌شوند و مولکول‌هایی با زنجیره‌های تکراری را تشکیل می‌دهند. واکنش‌های مختلفی معمولاً از طریق کاتالیزورها منجر به پلیمریزاسیون می‌شوند. که در آن دو مولکول مجزا با اشتراک جفت‌الکترون‌ها به یکدیگر متصل شده و پیوندهای کووالانسی را تشکیل می‌دهند. مونومرها ممکن است منشأ طبیعی یا مصنوعی داشته باشند. [1]

در تولید رزین سختی گیر مصنوعی اجزای تولید رزین تغییر نمی کنند اما ممکن است برای برآورده کردن اهداف خاص اصلاح شوند. تبادل یونی، یک واکنش شیمیایی برگشت پذیر است که در آن آنیون ها یا کاتیون های محلول به ترتیب با کاتیون و آنیون مربوطه جایگزین می شوند، این روشی است که در رزین ها برای حذف سختی آب مورد استفاده قرار می گیرد.

رایج ترین مواد ساخت رزین ها (رزین های سختی گیر آب) استایرن (وینیل بنزن یا S) و دی وینیل بنزن (DVB) می باشد. DVB عامل اتصال است و رزین را کنار هم نگه می دارد. توجه داشته باشید استایرن دارای یک وینیل واکنشی (-HC=CH2) در دو انتها است. مقدار DVB مورد استفاده در هنگام تولید می تواند به عنوان درصدهای پیوند متقابل تعریف شود. این مساله نشان می دهد که استحکام مهره رزین به DVB بستگی دارد.

استایرن و DVB مونومرهایی به شکل مایع هستند. اما در آب حل نمی شوند. مونومرها و آب در حین هم زدن، قطرات ریز مونومر معلق در فاز آب ایجاد می کنند. این قطرات کوچک مایع با دو پارامتر که اولی هم زدن مناسب مخلوط و دومی افزایش دما به کره های پلاستیکی سخت (دانه ها یا کوپلیمرها) تبدیل می شوند. هر دو رزین کاتیونی و آنیونی فرآیند مشابهی را دنبال می کنند، اما می توان از اجزای مختلف برای تولید آنها استفاده کرد. بعد از این فرآیند، مهره ها شسته، خشک و غربال می شوند. پس از آن، مهره ها به یک رزین تبادل یونی تبدیل می شوند (به صورت الکترواستاتیک شارژ می شوند). عملکرد جنبشی رزین ها، مقاومت در برابر اکسیداسیون و عمر مفید مهره ها عمدتاً تحت تأثیر سطح DVB است. به عنوان مثال، تقریباً 2-20٪ محتوای DVB را می توان در حین ساخت تبادل کاتیونی اسید قوی (SAC) تغییر داد.

بیشتر بخوانید: آموزش کامل تعویض رزین سختی گیر

 درصد رزین سختی گیر نشان دهنده چیست؟

استایرن و DVB با هم ترکیب می شوند، درصد DVB استفاده شده را می توان از طریق این درصدها بیان کرد. ترکیب S/DVB نسبت های مختلف اختلاط را می گوید. درصدهای مختلف پیوند متقابل به صورت 6٪، 8٪، 10٪ و 15٪ وجود دارند.این بدان معناست که مقدار بالای DVB دارای درصد پیوند متقابل بالایی است. معمولا DVB گرانتر از استایرن است. بنابراین، با افزایش نرخ یا همان درصد، هزینه رزین سختی گیر نیز افزایش پیدا می کند. DVB پایداری مکانیکی دانه های رزین را تامین می کند.

سطح اتصال متقابل به طور مستقیم باعث ایجاد رطوبت و محتوای پلاستیکی درون مهره ها می شود. رزین های متقابل 8% مناسب و استاندارد برای صنعت هستند. اما به دلیل کاربردهای متفاوت، در اکثر موارد رزین های 10 درصد نیز مورد استفاده قرار می گیرند.

کدام رزین سختی گیر برای نرم کننده آب بهتر است، 8٪ یا 10٪؟

محتوای DVB در رزین های 8 درصدی کمتر از 10 درصد رزین های شبکه ای است. مقدار DVB موجود در دانه های رزین مستقیماً بر میزان رطوبت، محتوای پلاستیک و ظرفیت رزین تأثیر می گذارد.این اکسیدان ها باعث حمله به پیوندهای عرضی پلیمری می شوند و آنها را در معرض محیط اکسید کننده بالا قرار می دهند و طول عمر را کوتاه می کنند. با افزایش درصد پیوند متقابل، ظرفیت رزین ها نیز رشد می یابد. با این حال، میزان رطوبت کاهش پیدا میکند توجه داشته باشید میزان رطوبت بالا باعث تحمل کمتر کلر می‌شود. بنابراین 10 درصد رزین های متقاطع دارای عملکرد بالایی با محیط کلر هستند. در رزین های 10 درصد شانس کمی برای شکستن مهره ها با کلر وجود دارد. زیرا رزین ها با درصدهای بالا دارای دوام و استحکام بیشتری هستند. به همین دلیل  رزین های 10 درصد دارای پیوند متقاطع سفت تر و محکم تر  از رزین های 8 درصد هستند.
علاوه بر این، با افزایش میزان اتصالات عرضی، رزین ها با آهن و منگنز مقاوم می شوند. بنابراین ممکن است به کاهش رسوب رزین کمک کند. با توجه به موارد ذکر شده، مقدار بالای DVB در ساخت رزین باعث افزایش طول عمر رزین ها می شود. رزین های سختی گیر آب نیاز به بازسازی دارند تا کارایی بیشتری داشته باشند. رزین های 10 درصد با فرکانس های بالا دارای بازسازی راحت تری هستند.

نکته:

توجه داشته باشید اگر شما رزین سختی گیر آب را برای تصفیه اب هایی نیاز دارید که در آنها میزان آهن، منگنز و کلر کمتر است و یا وجود ندارد بهتر است از رزین های سختی گیر با میزان 8 درصد استفاده کنید تا نتیجه مطلوب تری داشته باشید. یکی از مهم ترین نکات قبل از انتخاب رزین سختی گیر توجه به میزان کیفیت و tds  آب است.

مزایا و معایب سطوح بالا و پایین اتصال متقابل رزین سختی گیر آب

رزین های مصنوعی هم دارای مزایایی هستند و هم معایبی نیز دارند. در نظر داشته باشید پیوندهای متقابل بالا توانایی کمتری در نگهداری آب دارند. از این رو، مسیرهای موجود در دانه های رزین را متراکم می کند. علاوه بر این، بازسازی برای رزین هایی با پیوندهای متقابل بالا بسیار دشوارتر است. رزین هایی با اتصال متقابل بالا ظرفیت عملیاتی پایینی را از خود نشان می دهند و ممکن است به غلظت بالای آب نمک برای تجدید پذیری نیاز شود و این مساله می تواند انتخاب پذیری را کاهش دهد.

اما رزین هایی با سطوح پایین تر، فضاهای بازتری را در دانه های رزین ایجاد می کند. این رزین ها برای تبادل کاتیونی آب سخت گزینش پذیری کافی دارد. علاوه بر این، سطوح پایین می توانند به راحتی بازسازی شوند. نقطه ضعف رزین هایی با لینک متقابل کمتر، ظرفیت و استحکام کمتر است. از معایب دیگر رزین های سختی گیر با درصد کمتر این است که آنها قادر به رسیدگی فیزیکی به نرخ جریان اضافی نیستند. همچنین، شکستگی رزین، تلفات و افت فشار می تواند منجر به تغییر شکل رزین با آب و دمای بالا شود. علاوه بر این، آنها به عوامل اکسید کننده نیز بسیار حساس هستند.

بیشتر بخوانید: تصفیه آب آشامیدنی با رزین های سختی گیر تبادل یونی

بررسی رزین سختی گیر مصنوعی پرولایت در تصفیه آب

رزین سختی گیر پرولایت بیشتر بر اساس دو نوع ماده مصنوعی ژل پلی استایرن و رزین متخلخل پلی اکریلیک است. رزین تبادل یونی متخلخل پلی اکریلیک معمولاً یک نوع رزین مصنوعی است که به طور عمدی از مواد شیمیایی تولید می‌شود. این نوع رزین‌ها معمولاً از پلیمرهای اکریلیک به عنوان پایه استفاده می‌کنند که به آنها قابلیت تبادل یونی را می‌دهد. این رزین‌ها معمولاً به دلیل ویژگی‌هایشان برای فرایندهای تصفیه آب و تصفیه مواد شیمیایی و کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ژل پلی استایرن نیز معمولاً از پلیمر استایرن تولید می‌شود. استایرن یک ماده پلیمری است که به طور شیمیایی از هیدروکربن‌ها تولید می‌شود و فرایند تولید ژل پلی استایرن ممکن است شامل چند مرحله باشد، اما اصلی‌ترین قدم‌ها به طور خلاصه عبارتند از:

• پلیمریزاسیون استایرن: در این مرحله، مونومر استایرن را به واکنش در می‌آورند تا زنجیره‌های بلندتری به نام پلیمر استایرن ایجاد شود.
• تشکیل ژل: پس از تولید پلیمر استایرن، فرآیندی انجام می‌شود که به شکل ژل قرار گرفتن آن منجر می‌شود. این ممکن است شامل فرآیندهای مختلفی مانند گرمایش، سرمایش یا استفاده از مواد شیمیایی خاص باشد تا ژل به شکل نهایی خود برسد.
• شکل‌دهی و فرآیندهای پساپردازش: ژل پلی استایرن می‌تواند به اشکال مختلفی مانند توپ‌ها، لایه‌های نازک یا سایر شکل‌ها تشکیل شود. سپس ممکن است فرآیندهای پساپردازشی مانند برش، شکل‌دهی نهایی، یا پوشش دادن به آن صورت بگیرد تا به محصولات نهایی تبدیل شود.

بیشتر بخوانید: معرفی و بررسی انواع رزین های صنعتی پرولایت برای سختی گیر آب

انواع رزین سختی گیر مصنوعی پرولایت برای تصفیه آب آشامیدنی، غذا و نوشیدنی

هر کدام از رزین های سختی گیر آب پرولایت می توانند کاربرد خاصی داشته باشند و مناسب برای حذف عناصر خاصی باشند. اما به صورت معمول رزین های تبادل یونی پرولایت برای تصفیه آب آشامیدنی، غذا و نوشیدنی با درجه ژل پلی استایرن و متخلخل پلی اکریلیک ک به صورت مصنوعی تولید می شوند عبارتند از:

نکته مهم برای خرید رزین سختی گیر آب برند پرولایت

توجه داشته باشید برای خرید رزین سختی گیر آب پرولایت به منظور تصفیه آب در صنایع مختلف حتماً قبل از خرید سختی آب خود را مورد بررسی قرار دهید و بر اساس نوع مواد موجود در آب اقدام به انتخاب و خرید رزین سختی گیر مناسب تصفیه آب از برند پرولایت داشته باشید.

نتیجه گیری : 

رزین های تبادل یونی به دو شکل وجود دارند یا به صورت طبیعی در طبیعت یافت می شوند و یا به صورت مصنوعی ایجاد می شوند که برای صنعت تصفیه آب، رزین سختی گیر آب بسیار محبوب و مناسب هستند. توجه داشته باشید خواص فیزیکی و شیمیایی رزین ها در زمان ساخت قابل کنترل است. ترکیب S/DVB ترکیب مونومر رایجی است که برای تولید رزین سختی گیر آب مورد استفاده قرار می گیرد. اما این نسبت می تواند بر اساس دستیابی به اهداف خاص متفاوت باشد. پس از یک فرآیند طولانی، این پلیمرها به دانه های رزینی با بار الکترواستاتیک تبدیل می شوند.در صنعت تصفیه اب و به منظور سختی گیری آب از رزین های کاتیونی استفاده می شود. در حین ساخت، تغییرات ساختاری رزین ها را می توان به عنوان پیوندهای متقابل شناسایی کرد که به دلیل دوز DVB رخ می دهد. DVB گرانتر از استایرن است. بنابراین، رزین‌های با درصد پیوند متقابل بالا (که حاوی DVB بیشتری نسبت به سطوح پایین هستند) گران‌تر هستند.
با افزایش سطح پیوندهای متقابل، مزایا و معایبی وجود دارد.
به صورت معمول 8 درصد سطح استاندارد برای رزین ها است. کدام رزین سختی گیر برای نرم کننده آب بهتر است، 8٪ یا 10٪؟ در جواب باید گفت: 8 یا 10 درصد (میزان درصد اتصال عرضی بالا یا پایین) باید با عواملی مانند سطوح دمای بالا، سطوح اکسیدان بالا (کلر/کلرامین) و در حضور سطوح آهن و منگنز در آب در نظر گرفته شود.

منبع:

fa.wikipedia.org/wiki

felitecn.com/water-softener-resin