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    無機離子交換劑 [IXE]

    ■ 無機離子交換劑的分類方法

    1. 硅鋁酸鹽 硅酸鹽 3A,5A

    2. 水合氧化物 Sb2O52H2O , Bi2O3nH2O

    3. 多價金屬酸性鹽 Zr(HPO4) 2 H2O , Ti(HPO4) 2 H2O

    4. 雜多酸 (NH4) 3 Mo 12 (PO4) 40 nH 2 O

    5. 其他 Ca 10 (PO4) 6 (OH)2 , MgAl(CO3)(OH) nH2O

    ■ 離子交換反應(基本反應)

    ☆ 陽離子交換反應

    R-OH+M + →R-OM+H +

    ☆ 陰離子交換反應

    R-OH+A - →R-A+OH -

    R-OH+A - +H + →R-OH 2 A

    ■ 離子交換反應 ( 對 pH 值的影響 )

    ☆ 陽離子交換反應容易發生在堿性離子上( 生成酸 )

    R-OH

    OH -

    M + →R-OM+H 2 O

    ☆( 陰離子交換反應容易發生在酸性離子上( 生成堿 )

    R-OH

    H +

    A - →R-OH 2 A

    ■由無機離子交換劑的性質所決定的離子交換的不同特性


    酸性化合物 Sb2O5nH2O


    兩性化合物 TiO2nH2O


    堿性化合物 Bi2O3nH2O

    ■ 無機離子交換劑 「IXE」 的特性

    1. 耐熱性強, 100 ℃ 以上仍可使用。

    2. 離子選擇性高,能在共存離子中分選出特定離子。

    3. 在無水條件下仍效果顯著。

    4. 耐放射線效果顯著,在強放射線下效果如初。

    5. 耐有機藥品性,對熔融樹脂的耐受性高。

    6. 強抗氧化性,可在強氧化性環境中使用。

    7. 在高溫條件下具有氣體吸附性能。

    ■ IXE 長處、短處

    特征

    長處

    短處

    ○ 耐熱性

    能熔融入樹脂中使用
    能在高溫溶液中使用

     

    ○ 離子選擇性

    在高濃度溶液中能夠有選擇地捕捉特定離子

    離子一旦被吸附則不可再生
    特定離子以外的不能捕捉

    ○ 無水條件下的效果

    能熔融入樹脂中使用
    能在有機溶劑中使用

     

    ○ 親水性 ( 耐有機藥品性 )

    能在樹脂、有機溶劑中使用

    在溶液里離子交換劑本身有溶出可能

    ○ 微粉末

    適合溶入樹脂

    在液體中分離復雜

    ○ 耐放射線性

    適用于放射性排液處理

     

    有用的領域:捕捉固定融入樹脂的雜質離子、有機溶劑的精制、排液處理 ( 有害離子的去除 ) 、增強涂膜的防腐蝕效果、原子能相關

    不擅長的領域:水溶液的精制

    ■ 無機離子交換劑 IXE 的耐熱性 (IXE-300 在規定溫度下經過 4 小時燒制后的分配系數; Kd

    離子交換劑中離子的量 / 交換劑重量 (g)Kd= (ml/g)液體中離子的量 / 溶液體積 (ml )

    ■ 無機離子交換劑 IXE 的離子選擇性

    離子交換劑 0.1g/溶液 25ml,初期離子濃度 =1× 10 -3 M ,20 ℃分離系數 αBA = Kd( A 離子 )/Kd( B離子 )

    ■ 離子交換反應 ( 雙離子交換劑并用的效果 ) 

                                     容易進行陽離子交換的反應

                                          
         pH 值上升 陰 / 陽離子交換劑并用                      pH 值下降

                                           
                                  容易進行陰離子交換的反應

     

    ■ 離子交換反應 ( 雙離子交換劑并用的效果 )

    ■ 作為離子交換基的硝酸基 ( NO 3 ) 的效果

    IXE 1.0g /0.1 N-NaCl/HCl 50ml 在 40 ℃ 條件下攪拌 24 小時

    ■ IXE 的具有代表性的性質

    型號
    IXE-100
    IXE-300
    IXE-500
    IXE-530
    IXE-550
    IXE-600
    IXE-633
    IXE-700F
    IXE-800
    IXE-6107
    IXE-6136
    離子交換類型
    主要成分
    Zr
    Sb
    Bi
    Bi
    Bi
    Bi,Sb
    Bi,Sb
    Mg,Al
    Zr
    Zr,Bi
    Zr,Bi
    總離子交換容量
    Cl -
    meq/g
    -
    -
    3.9
    3.7
    4.1
    2.0
    2.8
    4.5
    1.0
    2.7
    2.2
    Na +
    meq/g
    6.6
    4.0
    -
    -
    -
    2.0
    1.3
    -
    -
    2.0
    2.6
    中性 離 子交 換 容量
    Cl -
    meq/g
    -
    -
    1.8
    1.8
    1.8
    2.0
    1.8
    4.5
    0.2
    2.3
    2.0
    Na +
    meq/g
    3.3
    2.3
    -
    -
    -
    1.5
    1.3
    -
    -
    1.4
    1.3
    離子交換速度
    粒徑
    μm
    1.0
    0.5
    1.5
    1.5
    1.5
    1.0
    1.5
    1.5
    2
    1.5
    2.1
    熱水抽出試驗
    電傳導速度
    μS/cm
    300
    10
    10
    <10
    30
    25
    50
    20
    25
    25
    pH
    3.0
    5.0
    5.0
    6.0
    4.5
    4.8
    9.5
    5.0
    5.0
    5.0
    容積 抵抗率( 順序 )
     
    Ωcm
     
    - (高)
     
    - (低)
     
    - (高)
     
    - (高)
     
    - (高)
    10 11
    10 13
    10 13
     
    - (高)
     
    - (高)
     
    -(高)
    環氧樹脂硬化特性
     
    - (好)
     
    (不好)
     
    -(好)
     
    - (好)
     
    - (好)
    60
    100
     
    -(好)
     
    -(好)
     
    -(好)

    ■ 總離子交換容量 : 依據 HCL 和 NaOH 的水溶液 ( IXE 1.0 g /0.1 N-HCl 或 NaOH 50 ml 20 h rs ) 。
    ■ 中性離子交換容量 : 中性 ( 離子交換平衡后 ) 時的離子交換量。
    ■ 離子交換速度 : NaCL1mep 負荷時的速度的比較 (IXE 3.0 g /0.01 N-NaCl 300 ml) 。
    ■ 粒徑 : 激光衍射式粒度分布測定裝置。
    ■ 熱水抽出試驗 :IXE 1.0 g / 純凈水 100 ml 95 ℃ 20 小時 ) 。
    ■ 容積抵抗率 :EOCN 5.4g, PN -100 2.7g,TPP0.1g, IXE 10g 混合 → 鉛彈成型 → 硬化。
    ■ 環氧樹脂硬化特性 :EOCN 19g, BREN 4g, PN -100 10g , TPP0.1g , SiO2 65g,IXE3g 混合, → 測量扭矩 ( 170 ℃)、 以未添加 IXE 為 100 的時候的相對值。


    ■ 對應 IXE 的各種陰離子的 Kd( ) 內為 pH 值


    IXE 5.0g / 50ml 試驗溶液 、 20 -25 ℃ 、 24 小時分配系數 Kd = (C 0 -C) × V / C 0 × m(ml/g)( C0 : 原液離子濃度 , C: 試驗液離子濃度 ,V : 試驗液體積 、 m :IXE 重量 )


    試驗溶液:

    0.01N 鹽溶液 : 0.01N-NaCl, NaBr, NaNO3 , Na2 SO4 和 Na3 PO4

    0.01N 混合液 : 0.01N 鹽溶液 和 0.01N 酸溶液以 1:1 比例混合

    0.01N 酸溶液 : 0.01N-HCl, HBr, HNO3 , H2SO4 和 H3 PO4

    ■ IXE 在電子材料中的應用

    (1) ~ 添加IXE的環氧樹脂 PCT(1 ) ~
    ☆ 次序
    1) 原材料的溶解混合 ( 100 ℃ )
    2) 二次混合 ( 90 ℃ )
    3) 硬化 ( 170 ℃ ×8小時 )
    4) 研磨 (75 ~ 150 μ m)
    5) 高壓蒸汽試驗 (PCT) 研磨成品 1.0g / 去離子溶劑 40ml , 125 ℃ × 400 小時。

    酚醛環氧樹脂 (EOCN-1020) 58 部
    溴素化環氧樹脂 (BREN) 8 部
    苯酚環氧樹脂 (PN-100) 33 部
    催化劑 ( 磷化三苯 ) 1 部

    在萃取的水中的游離物和濃縮物之間的關系


    (2) ~ 添加IXE的環氧樹脂 PCT(2 ) ~

    ☆ 次序

    1) 原材料的混合

    2) 硬化 ( 150 ℃ × 10 小時 )

    3) 研磨 (75 ~ 150 μ m)

    4) 高壓蒸汽試驗研磨成品 2.5g / 去離子溶劑 50ml , 121 ℃ × 400 小時。

    ☆ 組成

    雙酚 A,2,2'- 雙對羥苯基丙烷環氧樹脂 (Epicoat828)

    SumicureA

    IXE-600 0.1 , 0.2 , 0.5 , 1.0 , 2.0 , 3.0 部

    (3) ~ 添加IXE的環氧樹脂的配線腐蝕抑制試驗 ~

    ☆ 次序

    1) 原材料的混合

    2) 涂覆在梳子型電極上、硬化

    3) 不飽和蒸氣加壓偏倚測驗 (USPCBT) 130℃ ,85%RH,20V,20小時

    ☆ 組成

    雙酚 A,2,2'- 雙對羥苯基丙烷環氧樹脂 (Epicoat 828) 86 部

    三亞乙基四胺  14 部

    IXE-633   0.2-0.5部

    ☆ 梳子型電極

    寬度 20μ m , 間距 20μ m , 厚度 1μ m

    未添加 IXE 已添加 IXE

    IXE 在電子材料中的應用 ( 參考 1)


    在添加了離子捕捉劑的樹脂中阻止了半導體單元,并經過焊料浸漬處理 ( 260 ℃ , 5 秒 ), → USPCBT水頭 , 潮崎 , 樋口 , 安食 , 電子通信學會技術研究報告 , 86(1986)

    IXE 在電子材料中的應用 (2)


    A: 通用封止材料

    B: 聚烴硅氧變質封止材料

    C: 通用封止材料 + 離子捕獲劑

    D: 聚烴硅氧變質封止材料

    + 離子捕獲劑使用添加了離子捕獲劑的封止材料制作成形的半導體裝置,進行高溫放置試驗中尾 , 西崗 , 清水 , “ 日東技報 ” 27,No.1( 1989 )■ 低 α - 射線水平 型號 ( 特定的項目 )

    型號

    α - 射線水平 ( C/ cm 2 ? h)

    IXE-500

    <0.1

    IXE-530

    <0.1

    IXE-600

    <0.06

    IXE-633

    <0.1

    ■ IXE 型號一覽表

    型號

    反 應類 型

    粒徑

    成分

    總交換容量 (meq/gr)

    中性交換容量 (meq/gr)

    耐酸性

    耐 堿 性

    耐 熱 性
    ( ℃ )

    IXE-100

    陽離子交換

    1.0 

    Zr

    Na+ 6.6

    Na+ 3.3

    ~ 550

    IXE-300

    陽離子交換

    0.5 

    Sb

    Na+ 4.0

    Na+ 2.3

    ~ 400

    IXE-500

    陰離子交換

    1.5 

    Bi

    Cl - 3.9

    Cl - 1.8

    ~ 400

    IXE-530

    陰離子交換

    1.5 

    Bi

    Cl - 3.7

    Cl - 1.8

    ~ 400

    IXE-550

    陰離子交換

    1.5 

    Bi

    Cl - 4.1

    Cl - 1.8

    ~ 400

    IXE-600

    雙離子交換

    1.0 

    Sb/Bi

    Na+ 2.0 Cl - 2.0

    Na+ 1.5 Cl - 2.0

    ~ 400

    IXE-633

    雙離子交換

    1.5 

    Sb/Bi

    Na+ 1.3 Cl - 2.8

    Na+ 1.3 Cl - 1.8

    ~ 400

    IXE-700F

    陰離子交換

    1.5 

    Mg/Al

    Cl - 4.5

    Cl - 4.5

    ~ 600

    IXE-700D
    陰離子交換
    6.0
    Mg/Al
    Cl - 4.5
    Cl - 4.5
    ~ 300

    IXE-800

    陰離子交換

    2.0

    Zr

    Cl - 1.0

    Cl - 0.2

    ~ 300

    IXE-6107

    雙離子交換

    1.5

    Zr/Bi

    Na+ 1.4 Cl - 2.3

    Na+ 2.0 Cl - 2.7

    ~ 400

    IXE-6136

    雙離子交換

    2.1

    Zr/Bi

    Na+ 1.3 Cl - 2.0

    Na+ 2.6 Cl - 2.2

    ~ 400

    ■ 注意事項

    ○ 在樹脂和涂料中添加時,必須分散均勻。對在擠壓成形機、射出成形機 中熔融混合以及使用 3 卷滾軸混練的時候有效。

    ○ 進行硅烷耦合處理時離子交換能力會有所下降。

    ○ pH 值、共存離子、溫度、使用條件等都會影響到產品離子交換特性的變化。 ( 如果事先能提供使用條件,敝公司可以對使用條件進行討論。 )

    ○ 請常溫、避光保存。

    ■ 包裝規格

    10kg/包 內:防潮袋;外:紙箱


     

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