离子交换树脂的分类：
1，强酸性阳离子交换树脂
中和：R-S03-H++Na+OH-⇌R-SO3-Na++H2O
中性盐分解：R-S03-H++Na+Cl-⇌R-SO3-Na++H+Cl-
复分解：R-S03-Na++K+Cl-⇌R-SO3-K++Na+Cl-
2，弱酸性阳离子交换树脂
弱酸阳离子交换树脂仅能起中和反应和复分解反应。
中和：R-COO-H++Na+OH-⇌R-COO-Na++H2O
R-COO-H+在水中不稳定,遇水易水解成R-COO-H+同时产生NaOH,故钠型羧酸树脂不易洗涤到中性,一般洗到出口pH9~9.5即可,洗水量也不宜过多。
复分解：R-COO-Na++K+Cl-⇌R-COO-K++Na+Cl-
3.强碱性阴离子交换树脂
中和：R-N+(CH3)3OH-+H+Cl-⇌ R-N+(CH3)3Cl-+H2O
中性盐分解：R-N+(CH3)3OH-+Na+Cl-⇌ R-N+(CH3)3Cl-+ Na+OH-
复分解：R-[N+(CH3)3Cl-]2+Na2SO42-⇌ R-[N+(CH3)3]2SO42-+ 2Na+Cl-
4.弱碱性阴离子交换树脂
中和：R-N+H3OH-+H+Cl-⇌ R-N+H3Cl-+H2O
复分解：R-[N+H3Cl-]2+Na2SO42-⇌ R-[N+H3]2SO42-+ 2Na+Cl-
羟型伯胺树脂还可与-CHO发生缩合反应：
R-N+H3OH-+RCHO ⇌ R-NH=CR+2H2O
离子交换树脂的理化性能
1，外观和粒度：除因合成方法限制或因特殊用途而制成无定形、膜状、状、粉末状的形状外,大多数商品树脂多制成球形,其直径为15um~1200um(16~70目)。球形的优点是增大比表面、提高机械强度和减少流体阻力。普通凝胶型树脂是透明珠球,大孔树脂呈不透明雾状珠球。树脂的色泽随合成原料、工艺条件不同而异,一般有白、黄、黄褐及红棕等几种色泽。为便于观察交换过程中色带的分布情况,以选用浅色树脂为宜。树脂使用后色泽逐步深化,但一般不明显影响交换容量。一般来说，粒度过小、堆积密度大、容易产生阻塞。粒度过大、强度下降、装填量少、内扩散时间延长,不利于有机大分子的交换。
2，交换容量：交换容量是表征树脂活性基数量--交换能力的重要参数,其表示方法有重量交换容量(meq/g干树脂)和体积交换容量(meq/ml树脂)两种,后一种表示法较直观和实际的反映生产设备的能力,关系到产品质量、收率高低和设计投资额大小的可靠性。
工作交换容量:或叫实用交换量即在某一指定的应用条件下树脂表观出来的交换量交换基团未完全利用。树脂失效后就要再生才能重新使用,出于经济原因，一般并不再生完全,因此,再生剂用量对工作交换容量影响很大，在指定的再生剂用量条件下的交换容量就称再生交换容量。一般情况下,交换容量、工作交换容量和再生交换容量三者的关系为:再生交换容量=0.5~1.0倍交换容量;工作交换容量=0.3~0.9倍再生交换容量。工作交换容量与再生交换容量之比称为离子交换树脂利用率(%)。
离了交换树脂的交换容量和交联度有关。将苯乙烯、二乙烯类树脂交联度减小,则单位重量的活性基增多,重交换增大,反之则减小;对体积交换容量的影响,则比较复杂。
3，机械强度：测定机械强度的方法一般是将离子交换树脂先经过酸、碱溶液处理后,将一定量的树脂置于球磨机或震荡筛机中撞击、磨损,一定时间后取出过筛,以完好树脂的重量百分率来表示。商品树脂的机械强度通常规定在90%以上。
4，膨胀度：干树脂在水或有机溶剂中溶胀,湿树脂在功能基离子转型或再生后水洗涤时亦有溶胀现象，基本原因是极性功能基强烈吸水或高分子骨架非极性部分吸附有机溶剂所致的体积变化。当树脂漫在水溶液中时,活性离子因热运动可在树脂空隙的一定距离内运动,由于内部和外部溶液的浓度差(通常是内部浓度较高),存在着渗透压。这种压力使外部水分入内部促使树脂骨架变形,空隙扩大而使树脂体积膨胀,反之则缩小。当树脂骨架的内、外部渗透压达到平衡时。体积便停止变化,此时的膨胀度最大。测定膨胀前后树脂的体积比,即可算出膨胀率。如果渗透压超过树脂骨架的强度极限,大分子链发生断裂,树脂就会出现裂纹甚至破碎。影响膨胀度的因素有:
(1)交联度：一般凝胶树脂的膨胀度随交联度的增大而减小,交联度大,结构中线性舒展的活动性小,树脂骨架弹力较大,所以溶胀度亦小,反之则大。干树脂溶胀前后体积之比称为膨胀系数,以K表示。膨胀系数或溶胀体积与树脂交联度有关。
(2)活性基团的性质和致量：树脂上活性基团的亲水性强,则膨胀度较大。如相同交联度氢型树脂,弱酸树脂比强酸树脂膨胀度小。对活性基团相同的树脂,其溶胀度随活性基团数量的增加而增加。
(3)活性离子的性质：活性离子对膨胀度的影响是由于离子水合情况不同而引起的，活性离子的水合程度愈大,树脂的膨胀度降低。一般说来,膨胀度随活性离子的价数升高而降低;同价离子时膨胀度则随裸离子半径的增大而减小,但H+和OH-例外。在设计离子交换罐时,树脂的装填系数应以工艺过程中膨胀度最大时的离子型式为上限参数,避免发生装量过多或设备利用率低的现象。
(4)介质的性质和浓度：经水溶胀后的树脂,如和低级醇或高浓度电解质溶液(如酸碱或盐溶液)接触时,由于水份从树脂内部向外部转移,使树脂体积缩小,相反,会膨胀。设计树脂装量时亦应注意。
(5)骨架结构：无机离子交换树脂因链的刚性,不易溶胀;有机离子交换树脂由于碳碳链的柔韧性及无定形的凝胶性质,膨胀系数较大。大孔离子交换树脂的交联度比较大，所含空隙又有缓冲作用,故膨胀系数较小。在弱酸性阳树脂中,聚丙酸系的膨胀度大于聚苯乙烯系,这是由于大分子链结构和化学基团的综合效应,而聚苯乙烯大分子链为非极性,刚性较强,起的作用较大。
5，含水量：每克干树脂吸收水分的数量称为含水量，一般是0.3~0.7g。交联度、活性基团性质及数量、活性离子的性质,对树脂含水量的影响和对树脂膨胀度的影响相似。例如高交联度的树脂，含水量就低，反之，则高。干燥的树脂易破碎,故商品树脂均以湿态密封包装。冬季贮运、应有防冻措施。干燥树脂初次使用前，应先用盐水浸润后再用水逐步稀释防止暴胀破碎。
6，视密度：有湿视密度和湿真密度两种表示法。湿视密度又叫堆积密度，是指树脂在柱中堆积时，单位体积湿树脂(包括树脂间空隙)的重量(g/ml)，其值一般在0.6~0.85g/ml之间。阳树脂偏上限,阴树脂靠下限,交联度高，湿视密度亦高。凝胶树脂比相应的大孔树脂视密度大。湿真密度是指单位体积湿树脂的重量、用比重瓶法测定。
7，稳定性：（1)化学稳定性，苯乙烯系磺酸树脂对各种有机溶剂、强酸、强碱等稳定,可长期耐受饱和氨水、0.1mol/L KMnO4、0.1mol/L HNO3及温热NaOH等溶液而不发生明显破坏。一般聚苯乙烯型的树脂化学稳定性比缩聚型树脂好，阳树脂比阴树脂好，阴树脂中弱碱性树脂最差。低交链阴树脂在碱液中长期浸泡易降解破坏，羟型阴树脂稳定性差,放以氯型存放为宜。(2)热稳定性，干燥的树脂受热易降解破坏。强酸,强碱树脂的盐型比游离酸(碱)型稳定,苯乙烯系比酚羟系树脂稳定,阳树脂比阴树脂稳定。
8，滴定曲线：离子交换树脂是不溶性的多元酸或多元碱,同样具有滴定曲线。滴定曲线能定性地反映树脂活性基团的特征,从滴定曲线图谱便可鉴别树脂酸碱度的强弱。滴定曲线的测定方法:取数个小三角瓶,各放入氯型或羟型树脂及含有不同量的0.1mol/L NaOH或 0.1mol/L HCl的 50ml 0.1mol/L NaCl 溶液(其中1瓶不加 NaOH或HCI),静置和振摇使达到交换平衡,测定平衡时溶液的pH值,以pH值为纵坐标，NaOH和HCl的mol数为横坐标,绘制滴定曲线。
9，孔度，孔径，比表面积：离子交换树脂的多孔性质,包括孔度,孔径和比表面积在应用时有重要意义。孔度是指每单位重量或体积树脂所含有的孔隙体积以ml/g或ml/ml表示。树脂的孔径大小差别很大,与合成方法、原料性质等密切相关,凝胶树脂的孔径决定于交联度,而且只在湿态时才有几个到几十个nm的大小。大孔树脂孔径在干态或湿态时相差不大。通过交联度,致孔剂的变化,其孔径可在几个到上千个nm范内变化。孔径大小对离子交换树脂选择性的影响很大,对吸附有机大分子尤为重要。凝胶树脂的比表面不到1m2/g,大孔树脂则由数m2/g到几百m2/g。在合适的孔径基础上,选择比表面较大的树脂,有利于提高吸附量和交换速度。
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