离子交换树脂定义与分类

能与溶液中样（阴）离子进行交换反映的功能性高分子聚合物成为离子交换树脂。通常可分为七类：强酸型、强碱型、弱酸型、弱碱型、螯合型、两型、氧化还原性。水处理工程中用的最多的是：强酸型、强碱型。

离子交换树脂的物理性能项目
 

主要物理性能项目有：粒径、密度、含水量、耐磨性、耐热性和膨胀性。

粒径：粒径的大小关系到树脂的交换速度、交换能力、压力损失和反洗时树脂层展开高度等性能。粒径太小，树脂容易流失。适合的粒径范围（粒度）如：0.315~1.25毫米，在一般水处理设备中，有利于提高树脂的使用效果。

密度：通常用湿真密度和湿视密度来表示。当树脂在水中充分膨胀的情况下：树脂的重量与其占有的（不包括树脂间空隙）体积之比叫湿真密度（又称湿真比重）。在使用中如有两种不同种类的树脂混合，可利用湿真密度的不同进行分成。树脂的重量与其占有的（包括树脂间隙空间）体积之比叫湿视密度。当用户设计某交换器时，可根据该交换器的装填体积和采用树脂的湿视密度，计算出需要装填树脂的重量。

含水量：数字的结构中，亲水基团的水合水和交联网孔中少量的游离水组成了树脂的含水量。一般来说，同一种树脂中，交换基团少的，其水合水也少；交联度高的，其水合水少。

耐磨性：树脂在储运中承受挤压，在使用中受到冲刷和摩擦，都会使树脂磨损、破裂。通常用模拟树脂使用状态的磨后圆球率来表示它的性能好坏。

耐热性：树脂在使用时一般不能超过它的工作温度范围，工作温度过高会破坏树脂的结构，工作温度太低，交换能力大大下降。

膨胀性：一般来说，湿树脂的体积要大于干树脂的体积。树脂在转型不同离子形态时，其体积也会发生变化。例如：732阳离子交换树脂，从钠型转成氢型，其体积增大约10%。所以，在设计使用设备的体积时，要考虑树脂的膨胀性。

离子交换树脂的化学工艺性能项目
 

全交换容量：全交换容量表示树脂内离子交换基团全部发生交换反应时的交换容量。当用单位质量的干树脂表示时为：mmol/g，即：毫摩尔（一价基本单元物质）/克（干树脂）；当用单位体积的湿树脂表示时为体积交换容量：mmol/mL，即：毫摩尔（一价基本单元物质）/毫升（湿树脂）。

工作交换容量：工作交换容量表示在树脂工作条件运行下，单位体积湿树脂交换反应到达终点指标时的交换容量。单位为：mmol/mL，即：毫摩尔（一价基本单元物质）/毫升（湿树脂）或mol/L摩尔（一价基本单元物质）/升（湿树脂）。树脂的工作条件包括：原水的成分，杂质浓度，温度，流速，终点水中（指标）要求，树脂层高，再生方式，运行方式和设备结构等。当其中任何一个工作条件变化，都会影响工作交换容量。所以，工作交换容量通常用作设计设备的参数或者比较新、旧树脂的质量。

恒量树脂的交换能力，最终应该用体积交换容量来鉴别。因为，设备一经安装，其装填树脂的体积不会再发生变化，树脂体积交换容量高，则设备交换能力强，反之亦然。

离子交换树脂选择性的规律
 

离子交换树脂对不同离子其交换反应难易程度不同，这种性质称为离子交换树脂的选择性。一般来说，离子交换树脂的选择性与离子所带电荷多少及水合离子半径大小有关。离子所带电荷越多，同价离子的水合离子半径越小，选择性越强，越容易发生交换反应。

强酸性阳离子交换树脂的选择顺序：
 

Fe3+ >
Al3+ > Ca2+ >
Mg2+ > K+ >
NH4+ >
Na+ > H+

弱酸型阳离子交换树脂的选择顺序：
 

H+ >
Fe3+ > Al3+ >
Ca2+ > Mg2+ >
Na+
 

强碱型阴离子交换树脂的选择顺序：

SO42- > NO3- > Cl- >
OH- > F- >
HCO3- >
HSiO3-
 

弱碱型阴离子交换树脂的选择顺序：
 

OH- > SO42- > NO3- > Cl- >
HCO3-