یکی از انواع رزین‌های تبادل یونی، رزین کاتیونی اسید ضعیف است. این نوع رزین دارای گروه‌های عاملی کربوکسیلیک بوده و از پلیمرهای مصنوعی مانند پلی‌اکریل یا پلی‌استایرن ساخته می‌شود. مهم‌ترین کاربرد کاتیونی اسیدهای ضعیف تصفیه آب از طریق حذف یون‌های کلسیم و منیزیم و همچنین استفاده در صنایع حساس است. این دسته از رزین‌ها نسبت به رزین‌های اسید قوی طول عمر بیشتری داشته و در فرایند احیا، انرژی کمتری مصرف می‌کنند.

علاوه بر این، محدوده PH این دسته از رزین‌ها بین 5 تا 10 است. مکانیسم عملکرد کاتیونی اسیدهای ضعیف بر مبنای گروه‌های عاملی آن بوده و یون‌های مثبت یعنی کاتیون‌ها را با یون‌های هیدروژن مبادله می‌کنند.
معرفی رزین کاتیونی اسید ضعیف
رزین کاتیونی اسید ضعیف، یکی از مهم‌ترین رزین‌های تبادل یونی است که با استفاده از آن آب و محلول‌های آبی تصفیه می‌شوند. این گروه از رزین‌های اسیدی دارای گروه عاملی اسیدی ضعیف هستند که کاتیون‌های چندظرفیتی مانند منیزیم و کلسیم را جذب کرده و سختی آب را به میزان زیادی کاهش می‌دهند. عملکرد کاتیونی اسیدهای ضعیف برخلاف نوع قوی، به PH محیط وابسته است. تمامی محصولات رزین کاتیونی اسیدی ضعیف ستون فقرات پلی‌آکریلیک دارند و در برابر حلال‌های آلیفاتیک، معطر و قلیاهای قوی بسیار مقاوم هستند.

البته توجه داشته باشید که کاربرد کاتیونی اسیدهای ضعیف مبتنی بر ژل نمی‌توانند نمک‌های خنثی را تجزیه کنند. ویژگی دیگر این دسته از رزین‌های تبادل یونی درجه یونیزاسیون آن‌ها است که می‌توان آن را با اسید استیک مقایسه کرد. برای افزایش کارایی رزین کاتیونی اسید ضعیف می‌توان با استفاده از اسید معدنی رقیق و کمی بیشتر از نسبت استوکیومتری آن‌ها را احیا و بازسازی کرد.

عملکرد کاتیونی اسیدهای ضعیف
تصفیه آب و فرایندهای صنعتی مهم‌ترین موارد کاربرد کاتیونی اسیدی ضعیف هستند. این دسته از رزین‌ها از طریق گروه عاملی کربوکسیلیک (اسید ضعیف) یون‌های مثبت محلول را با یون‌های سدیم یا هیدروژن موجود بر روی رزین جایگزین می‌کنند. این نوع رزین قابلیت انتخابی داشته و یون‌های محلول را به‌صورت انتخابی جذب کرده و آزاد می‌کند.

استفاده از رزین کاتیونی اسیدهای ضعیف در PH پایین کارایی چندانی ندارد؛ زیرا گروه عاملی رزین کاتیون اسید ضعیف به‌طور کامل پروتونه بوده و قادر به تبادل یونی نیستند. عملکرد کاتیونی اسیدهای ضعیف در PHهای بالاتر افزایش یافته و این به دلیل یونیزه بودن گروه‌ها است. به این ترتیب رزین کاتیونی اسیدهای ضعیف در محلول خنثی یا اندکی قلیایی عملکرد بسیار خوبی دارد.
کاربرد کاتیونی اسیدهای ضعیف
رزین های کاتیونی اسید ضعیف مبتنی بر آکریلیک دارای اسیدیته بالاتری بوده و از آن‌ها برای پردازش آب دارای درجه سختی کربنات بالا استفاده می‌شود. کاربرد کاتیونی اسیدهای ضعیف همراه با رزین تبادل یونی اسیدی قوی به‌صورت ترکیبی در یک سیستم دمینرالیزاسیون نقش مؤثری در کاهش هزینه و همچنین کاهش مواد اولیه دارد. در ادامه موارد کاربرد کاتیونی اسیدی ضعیف را بررسی می‌کنیم.

سختی گیر آب: با استفاده از رزین‌های کاتیونی اسیدهای ضعیف مانند رزین کاتیونی اسید ضعیف ماکروپورس صنعتی مدل TC113DF یون‌های منیزیم و کلسیم آب حذف شده و سختی آب کاهش می‌یابد. این عملکرد کاتیونی اسیدهای قوی نقش مهمی در سیستم‌های خانگی و کاربردهای صنعتی مانند موتورخانه‌ها، تجهیزات حرارتی و دیگ‌های بخار دارد.
حذف یون‌های فلزی سبک در عمیات صنعتی: رزین کاتیونی اسید ضعیف می‌تواند برخی یون‌های فلزات سنگین را حذف کرده و موجب افزایش کیفیت محلول‌های آبی در صنایع دارویی و شیمیایی شود.
پیش تصفیه سیستم رزین کاتیونی اسید قوی: برای کاهش بار کاری رزین‌های اسید قوی در فرایندهای تولید آب فوق خالص ابتدا از کاتیونی اسیدهای ضعیف استفاده می‌شود. علاوه بر این، این روند موجب افزایش عمر مفید سیستم می‌شود.
تصفیه آب آشامیدنی و آب صنعتی: با کاربرد کاتیونی اسیدهای ضعیف، آلاینده‌های معدنی و یون‌های فلزی از پساب‌های صنعتی و آب شرب حذف شده و کیفیت آب بهبود می‌یابد.

به‌طور خلاصه از رزین کاتیونی اسید ضعیف برای موارد زیر استفاده می‌شود:

قلیازدایی
دیونیزاسیون
نرم شدن آب
حذف موقت سختی آب
مواد فعال دارویی (API)
نرم‌کننده آب‌های دارای TDSبالا

ازآنجایی‌که اسید کمتری برای احیای کاتیونی اسید ضعیف مصرف شده و در PH بالا عملکرد پایدارتری دارد، استفاده از این نوع رزین تبادل یونی گزینه‌ای مقرون‎به‌صرفه محسوب می‌شود.
انواع رزین کاتیونی اسیدهای ضعیف
به‌طورکلی انواع رزین کاتیونی اسید ضعیف در دو گروه قرار می‌گیرند که عبارت‌اند از:

1. رزین کاتیونی اسیدهای ضعیف نوع ژلی
اولین نوع از انواع رزین‌های کاتیونی اسیدهای ضعیف نوع ژلی است که دارای ماتریس دی‌وینیل بنزن یا آکریلیک هستند. سطح داخلی این نوع رزین‌ها مانند رزین کاتیونی اسید ضعیف نوع ژل صنعتی مدل TC112-H فاقد منافذ بزرگ است. وجود چنین ساختاری موجب افزایش ظرفیت تبادل یونی شده و نقش مؤثری در حذف یون‌های منیزیم، کلسیم و سایر فلزات سبک از آب دارد.

به دلیل بالابودن ظرفیت تبادل یونی این گروه از رزین‌های کاتیونی اسیدهای ضعیف، می‌توانند یون‌های مثبت زیادی جذب کنند. این ویژگی مهم به دلیل تراکم گروه‌های عاملی در ماتریس ژلی است. میزان اسید مصرفی برای احیای این نوع رزین نسبتاً کم بوده که نقش مهمی در کاهش هزینه عملیاتی دارد. از مهم‌ترین موارد کاربرد کاتیونی اسیدهای ضعیف حذف موقت سختی آب، حذف فلزات سبک، نرم‌سازی آب و… است.
2. رزین کاتیونی اسیدهای ضعیف نوع متخلخل
نوع دیگری از انواع رزین‌های کاتیونی اسید ضعیف، رزین متخلخل است. این نوع رزین کاتیونی ساختار شبکه‌ای با منافذ بزرگ‌تر داشته که موجب می‌شود محلول آبی بتواند به عمق رزین نفوذ کند. این ویژگی نقش مؤثری در تبادل یونی با بازدهی بالا دارد. عملکرد کاتیونی اسیدهای ضعیف نوع متخلخل در تصفیه آب‌های حاوی آلاینده‌های آلی یا ذرات معلق بسیار بالا است. از ویژگی‌های مهم این نوع رزین تبادل یونی نفوذ بهتر محلول است که به دلیل وجود منافذ بزرگ‌تر بوده که یون‌ها به‌راحتی می‌توانند به گروه‌های فعال رزین دسترسی داشته باشند.

علاوه بر این، این گروه از رزین‌های کاتیونی اسید ضعیف مقاومت شیمیایی و مکانیکی بالایی در برابر دمای بالا، شوک اسمزی و تغییرات فشار دارند. علاوه بر این انعطاف‌پذیری شیمیایی و قابلیت عملکرد بهتر در شرایط دشوار محیطی و محیط دارای PH بالاتر از دیگر مزایای کاربرد کاتیونی اسیدهای ضعیف نوع متخلخل است.
ساختار مولکولی
در محلول‌های اسیدی، گروه عاملی رزین کاتیونی اسید ضعیف به سمت ساختار و شکل تفکیک‌نشده هدایت شده و این رزین کاتیونی نمی‌تواند با نمک‌های Nacl و Na2so4 تبادل یونی انجام دهد. این فرایند به این دلیل اتفاق نمی‌افتد که در این نمک‌ها یک اسید معدنی قوی وجود دارد. به‌طورکلی در عملکرد کاتیونی اسیدهای ضعیف قدرت جذب یون‌های مختلف مانند رزین بسیار اسیدی بوده و برای یون‌های ظرفیت بالا قدرت انتخاب‌پذیری دارد. نکته مهم دیگر درباره ساختار مولکولی این نوع رزین گزینش‌پذیری بالا برای یون هیدروژن است؛ یعنی بعد از جایگزینی یون هیدروژن با یک کاتیون دیگر رزین به‌راحتی قابل احیا بوده و می‌توان با استفاده از محلول‌های H2so4 یا Hcl آن را به شکل اولیه بازگرداند.

مقایسه رزین کاتیونی اسیدهای ضعیف و اسیدهای قوی
رزین‌های کاتیونی اسید ضعیف و اسید قوی با یکدیگر متفاوت هستند که اولین تفاوت مربوط به گروه عاملی آن‌ها است. گروه عاملی رزین کاتیونی اسیدهای ضعیف کربوکسیلیک اسید با فرمول شیمیایی -COOH بوده و یونیزاسیون آن تحت‌تأثیر PH محیط است. گروه عاملی رزین کاتیونی اسیدهای قوی سولفونیک اسید با فرمول شیمیایی SO3H- است این گروه عاملی تقریباً در تمام محدوده‌های PH محیط یونیزه شده و دارای ظرفیت تبادل یونی مستقل است.

رزین کاتیونی اسیدهای ضعیف را می‌توان با روش استوکیومتری احیا کرد و اسید کمتری برای این فرایند لازم است. از رزین کاتیونی اسیدهای قوی برای جداسازی نمک‌هایی که به سختی یونیزه می‌شوند و نمک‌های خنثی استفاده می‌شود.
خرید رزین کاتیونی اسید ضعیف
رزین کاتیونی اسید ضعیف یکی دیگر از انواع رزین‌های تبادل یونی بوده و به دلیل کاربرد و اهمیت بالا و صرفه‌ اقتصادی احیای آن اهمیت زیادی دارد. به همین دلیل لازم است برای خرید آن از برترین برندها استفاده کرد. فروشگاه اینترنتی رزین چند، از فعالان مهم در زمینه فروش انواع رزین‌های صنعتی است که محصولاتی با بهترین کیفیت و قیمت در اختیار خریداران قرار می‌دهد. تمام محصولات این فروشگاه دارای استانداردهای بین‌المللی بوده و کیفیت آن‌ها تضمین شده است.
رزین چند متخصص فروش رزین های صنعتی
رزین کاتیونی اسید ضعیف دارای گروه عاملی کربوکسیلیک بوده و کاتیون‌های چندظرفیتی مانند منیزیم و کلسیم را جذب کرده و سختی آب را به میزان زیادی کاهش می‌دهند. از این نوع رزین برای کاهش موقت سختی آب، تولید آب فوق خالص و حذف فلزات سبک استفاده می‌شود. علاوه بر این، قلیازدایی و دیونیزاسیون از دیگر موارد کاربرد کاتیونی اسیدهای ضعیف است. به دلیل اینکه گروه عاملی رزین کاتیون اسید ضعیف به‌طور کامل پروتونه بوده و قادر به تبادل یونی نیست، استفاده از آن در PH پایین کارایی چندانی ندارد.

در عملکرد کاتیونی اسیدهای ضعیف قدرت جذب یون‌های مختلف مانند رزین بسیار اسیدی بوده و برای یون‌های ظرفیت بالا قدرت انتخاب‌پذیری دارد. فروشگاه رزین چند با هدف تأمین صنایع وابسته به رزین‌های صنعتی، محصولاتی از بهترین برندهای دنیا را به فروش می‌رساند. در این فروشگاه برندهای جهانی مانند پرولایت با قیمت مناسب به فروش می‌رسند. برای کسب اطلاعات بیشتر و خرید محصول از بخش تماس با ما اقدام کنید.