732強酸(suan)型陽(yang)離子交(jiao)換(huan)樹脂再(zai)生原(yuan)理解析(xi)【分(fen)析(xi)】

離子交(jiao)換(huan)樹脂的命名(ming)方式(shi)：

離子交(jiao)換(huan)產品(pin)的型號(hao)以三位(wei)阿拉伯(bo)數(shu)字(zi)組(zu)成，*位數字(zi)代表產品(pin)的分(fen)類(lei)，第二位數(shu)字(zi)代表骨架的差異，第(di)三(san)位數(shu)字(zi)為順序(xu)號(hao)用(yong)以區(qu)別基因(yin)、交(jiao)聯(lian)劑等(deng)的差異。*、第(di)二位數(shu)字(zi)的意義(yi)，見(jian)表8-1。

表8-1 樹脂型(xing)號(hao)中的壹、二位數(shu)字(zi)的意義(yi)

代號(hao)　 0 1 2 3 4 5 6

分(fen)類(lei)名稱(cheng) 強(qiang)酸(suan)性(xing) 弱酸(suan)性(xing) 強堿(jian)性(xing) 弱堿(jian)性(xing) 螫(shi)合(he)性(xing) 兩(liang)性(xing) 氧化(hua)還原(yuan)性(xing)

骨架名稱 苯乙烯系(xi)丙(bing)烯酸(suan)系(xi) 醋酸(suan)系(xi) 環氧系(xi) 乙烯吡(bi)啶(ding)系(xi) 脲醛系(xi) 氯(lv)乙(yi)烯(xi)系(xi)

大(da)孔樹(shu)脂在(zai)型號(hao)前加(jia)“D”，凝膠(jiao)型(xing)樹脂的交聯(lian)度(du)值可在(zai)型號(hao)後用(yong)“×”號(hao)連(lian)接(jie)阿拉伯(bo)數(shu)字(zi)表示(shi)。如D011×7，表示(shi)大(da)孔強(qiang)酸(suan)性(xing)丙(bing)烯酸(suan)系(xi)陽離子交(jiao)換(huan)樹脂，其(qi)交聯(lian)度(du)為7。

國外壹些(xie)產品(pin)用(yong)字(zi)母(mu)C代表陽離子樹(shu)脂（C為(wei)cation的*個字(zi)母(mu)），A代表陰(yin)離(li)子樹(shu)脂（A為(wei)Anion的*個字(zi)母(mu)），如Amberlite的IRC和IRA分(fen)別為(wei)陽樹脂和陰(yin)樹(shu)脂，亦(yi)分(fen)別代(dai)表陽樹脂和陰(yin)樹(shu)脂。

這(zhe)類(lei)樹脂含有大(da)量的強酸(suan)性(xing)基團(tuan)，如(ru)磺酸(suan)基－SO3H，容(rong)易在(zai)溶液(ye)中離(li)解出(chu)H+，故(gu)呈(cheng)強(qiang)酸(suan)性(xing)。樹脂離(li)解後，本(ben)體所含的負(fu)電(dian)基團(tuan)，如(ru)SO3－，能吸(xi)附結合溶液(ye)中的其他陽(yang)離(li)子。這(zhe)兩(liang)個(ge)反(fan)應使樹脂中的H+與溶液(ye)中的陽離(li)子互(hu)相交(jiao)換(huan)。強酸(suan)性(xing)樹脂的離解能(neng)力(li)很強(qiang)，在(zai)酸(suan)性(xing)或堿(jian)性(xing)溶液(ye)中均(jun)能離(li)解和產(chan)生(sheng)離子交(jiao)換(huan)作用(yong)。

樹脂在(zai)使用(yong)壹段(duan)時間(jian)後，要進(jin)行再(zai)生處(chu)理(li)，即(ji)用(yong)化學(xue)藥(yao)品(pin)使離子交(jiao)換(huan)反應(ying)以相反(fan)方向(xiang)進(jin)行，使樹脂的官能(neng)基團(tuan)回復原來(lai)狀(zhuang)態，以供(gong)再(zai)次使用(yong)。如上(shang)述(shu)的陽離(li)子樹(shu)脂是用(yong)強酸(suan)進行再(zai)生處(chu)理(li)，此時樹脂放(fang)出被(bei)吸(xi)附的陽離(li)子，再(zai)與H+結(jie)合而(er)恢(hui)復原來(lai)的組(zu)成。

這(zhe)類(lei)樹脂含弱(ruo)酸(suan)性(xing)基團(tuan)，如(ru)羧(suo)基－COOH，能(neng)在(zai)水中離(li)解出(chu)H+ 而(er)呈(cheng)酸(suan)性(xing)。樹脂離(li)解後余下的負(fu)電(dian)基團(tuan)，如(ru)R-COO－（R為碳氫(qing)基團(tuan)），能(neng)與溶液(ye)中的其他陽(yang)離(li)子吸(xi)附結合，從(cong)而(er)產生(sheng)陽離(li)子交(jiao)換(huan)作用(yong)。這(zhe)種樹脂的酸(suan)性(xing)即(ji)離解性(xing)較弱(ruo)，在(zai)低pH下(xia)難以離解和進(jin)行離(li)子交(jiao)換(huan)，只能(neng)在(zai)堿(jian)性(xing)、中性(xing)或微(wei)酸(suan)性(xing)溶液(ye)中（如(ru)pH5～14）起(qi)作用(yong)。這(zhe)類(lei)樹脂亦(yi)是用(yong)酸(suan)進行再(zai)生（比(bi)強酸(suan)性(xing)樹脂較(jiao)易再(zai)生）。

這(zhe)類(lei)樹脂含有強堿(jian)性(xing)基團(tuan)，如(ru)季(ji)胺(an)基（亦(yi)稱(cheng)四(si)級(ji)胺(an)基）－NR3OH（R為(wei)碳氫(qing)基團(tuan)），能(neng)在(zai)水中離(li)解出(chu)OH－而(er)呈(cheng)強(qiang)堿(jian)性(xing)。這(zhe)種樹脂的正電(dian)基團(tuan)能(neng)與溶液(ye)中的陰(yin)離(li)子吸(xi)附結合，從(cong)而(er)產生(sheng)陰(yin)離(li)子交(jiao)換(huan)作用(yong)。

這(zhe)種樹脂的離解性(xing)很強(qiang)，在(zai)不(bu)同(tong)pH下都能(neng)正(zheng)常工作(zuo)。它(ta)用(yong)強堿(jian)（如NaOH）進(jin)行再(zai)生。

這(zhe)類(lei)樹脂含有弱堿(jian)性(xing)基團(tuan)，如(ru)伯胺(an)基（亦(yi)稱(cheng)壹級(ji)胺基）-NH2、仲胺基（二級胺(an)基）-NHR、或(huo)叔胺基（三(san)級(ji)胺基）-NR2，它(ta)們在(zai)水中能(neng)離解出(chu)OH－而(er)呈(cheng)弱(ruo)堿(jian)性(xing)。這(zhe)種樹脂的正電(dian)基團(tuan)能(neng)與溶液(ye)中的陰(yin)離(li)子吸(xi)附結合，從(cong)而(er)產生(sheng)陰(yin)離(li)子交(jiao)換(huan)作用(yong)。這(zhe)種樹脂在(zai)多數(shu)情況下(xia)是將(jiang)溶液(ye)中的整(zheng)個(ge)其(qi)他酸(suan)分(fen)子吸(xi)附。它(ta)只能(neng)在(zai)中性(xing)或酸(suan)性(xing)條件(jian)（如(ru)pH1～9）下(xia)工(gong)作(zuo)。它(ta)可用(yong)Na2CO3、NH4OH進行再(zai)生。

以上(shang)是樹(shu)脂的四(si)種(zhong)基本(ben)類(lei)型。在(zai)實際(ji)使用(yong)上(shang)，常將(jiang)這(zhe)些樹脂轉(zhuan)變為(wei)其(qi)他離(li)子型(xing)式(shi)運行，以適應(ying)各(ge)種需(xu)要(yao)。例(li)如(ru)常將(jiang)強酸(suan)性(xing)陽離(li)子樹(shu)脂與(yu)NaCl作用(yong)，轉(zhuan)變為(wei)鈉(na)型樹(shu)脂再(zai)使用(yong)。工作(zuo)時鈉(na)型樹脂放(fang)出Na+與(yu)溶液(ye)中的Ca2+、Mg2+等陽(yang)離子交(jiao)換(huan)吸(xi)附，除去(qu)這(zhe)些離子。反(fan)應時(shi)沒有放出(chu)H+，可避(bi)免(mian)溶液(ye)pH下降(jiang)和由(you)此(ci)產生(sheng)的副作(zuo)用(yong)（如蔗(zhe)糖(tang)轉(zhuan)化(hua)和設備(bei)腐蝕(shi)等）。這(zhe)種樹脂以鈉型(xing)運行使用(yong)後，可用(yong)鹽水(shui)再(zai)生（不(bu)用(yong)強酸(suan)）。又如(ru)陰(yin)離(li)子樹(shu)脂可轉(zhuan)變為(wei)氯(lv)型(xing)再(zai)使用(yong)，工作(zuo)時放(fang)出Cl－而(er)吸(xi)附交換(huan)其他陰(yin)離(li)子，它(ta)的再(zai)生只(zhi)需(xu)用(yong)食鹽(yan)水溶液(ye)。氯(lv)型(xing)樹(shu)脂也可轉(zhuan)變為(wei)碳酸(suan)氫(qing)型(xing)（HCO3－）運行。強(qiang)酸(suan)性(xing)樹脂及(ji)強(qiang)堿(jian)性(xing)樹脂在(zai)轉(zhuan)變為(wei)鈉(na)型和氯(lv)型(xing)後，就不(bu)再(zai)具有強酸(suan)性(xing)及(ji)強(qiang)堿(jian)性(xing)，但它(ta)們仍(reng)然(ran)有這(zhe)些樹脂的其他典型性(xing)能，如(ru)離解性(xing)強和工(gong)作(zuo)的pH範圍(wei)寬(kuan)廣等。

離子交(jiao)換(huan)樹脂（ionresin）的基體（matrix），制(zhi)造原(yuan)料主(zhu)要(yao)有苯乙烯和丙(bing)烯酸(suan)（酯(zhi)）兩(liang)大(da)類(lei)，它(ta)們分(fen)別與(yu)交聯(lian)劑二乙烯(xi)苯產生聚(ju)合(he)反(fan)應，形成具(ju)有長分(fen)子主(zhu)鏈及(ji)交(jiao)聯(lian)橫鏈的網絡骨(gu)架結構(gou)的聚(ju)合(he)物(wu)。苯乙烯系(xi)樹脂是先(xian)使用(yong)的，丙(bing)烯酸(suan)系(xi)樹脂則(ze)用(yong)得較(jiao)後。

這(zhe)兩(liang)類(lei)樹脂的吸(xi)附性(xing)能都很好，但(dan)有不(bu)同(tong)特(te)點。丙(bing)烯酸(suan)系(xi)樹脂能(neng)交換(huan)吸(xi)附大(da)多數(shu)離(li)子型(xing)色素(su)，脫色(se)容(rong)量大(da)，而(er)且吸(xi)附物較易(yi)洗脫，便(bian)於再(zai)生，在(zai)糖(tang)廠(chang)中可用(yong)作主(zhu)要的脫色(se)樹脂。苯乙烯系(xi)樹脂擅(shan)長吸(xi)附芳(fang)香族物(wu)質(zhi)，善(shan)於(yu)吸(xi)附糖(tang)汁(zhi)中的多酚(fen)類(lei)色素(su)（包括帶負(fu)電(dian)的或不(bu)帶電(dian)的）；但在(zai)再(zai)生時(shi)較難洗脫。因此，糖(tang)液(ye)先用(yong)丙(bing)烯酸(suan)樹脂進(jin)行粗脫色(se)，再(zai)用(yong)苯乙烯樹(shu)脂進(jin)行精脫(tuo)色(se)，可充分(fen)發(fa)揮(hui)兩(liang)者(zhe)的長處(chu)。

樹(shu)脂的交聯(lian)度(du)，即(ji)樹脂基體聚(ju)合(he)時(shi)所用(yong)二乙烯(xi)苯的百(bai)分(fen)數(shu)，對(dui)樹脂的性(xing)質(zhi)有很大(da)影(ying)響。通常，交聯(lian)度(du)高的樹脂聚(ju)合(he)得(de)比(bi)較緊(jin)密，堅(jian)牢(lao)而(er)耐用(yong)，密度(du)較高，內部(bu)空(kong)隙(xi)較(jiao)少(shao)，對(dui)離子的選擇性(xing)較強(qiang)；而(er)交聯(lian)度(du)低的樹脂孔隙(xi)較(jiao)大(da)，脫(tuo)色能力(li)較(jiao)強，反(fan)應速度(du)較快(kuai)，但在(zai)工作(zuo)時的膨脹(zhang)性(xing)較大(da)，機(ji)械(xie)強(qiang)度(du)稍低(di)，比(bi)較脆(cui)而(er)易碎(sui)。工業(ye)應用(yong)的離子樹(shu)脂的交聯(lian)度(du)壹般不(bu)低(di)於4%；用(yong)於脫(tuo)色的樹脂的交聯(lian)度(du)壹般不(bu)高於8%；單(dan)純用(yong)於吸(xi)附無機(ji)離子的樹脂，其(qi)交聯(lian)度(du)可較高。

除上(shang)述(shu)苯乙烯系(xi)和丙(bing)烯酸(suan)系(xi)這(zhe)兩(liang)大(da)系(xi)列以外，離子交(jiao)換(huan)樹脂還(hai)可由其(qi)他有機(ji)單體聚(ju)合(he)制(zhi)成。如(ru)酚醛(quan)系(xi)（FP）、環氧系(xi)（EPA）、乙烯吡(bi)啶(ding)系(xi)（VP）、脲醛系(xi)（UA）等。

離(li)子樹(shu)脂常分(fen)為(wei)凝膠(jiao)型(xing)和大(da)孔型(xing)兩(liang)類(lei)。

凝膠(jiao)型(xing)樹脂的高分(fen)子骨(gu)架，在(zai)幹燥(zao)的情況下(xia)內(nei)部沒有毛細(xi)孔。它(ta)在(zai)吸(xi)水(shui)時(shi)潤脹(zhang)，在(zai)大(da)分(fen)子鏈(lian)節(jie)間(jian)形成很微(wei)細的孔隙(xi)，通常稱為(wei)顯微(wei)孔（micro-pore）。濕(shi)潤樹(shu)脂的平(ping)均孔徑(jing)為(wei)2～4nm（2×10－6 ～4×10－6mm）。這(zhe)類(lei)樹脂較(jiao)適合(he)用(yong)於吸(xi)附無機(ji)離子，它(ta)們的直徑(jing)較小(xiao)，壹般為(wei)0.3～0.6nm。這(zhe)類(lei)樹脂不(bu)能(neng)吸(xi)附大(da)分(fen)子有機(ji)物質(zhi)，因(yin)後者(zhe)的尺(chi)寸較(jiao)大(da)，如(ru)蛋白質(zhi)分(fen)子直徑(jing)為5～20nm，不(bu)能(neng)進入(ru)這(zhe)類(lei)樹脂的顯微(wei)孔隙(xi)中。

大(da)孔型(xing)樹(shu)脂是在(zai)聚(ju)合(he)反(fan)應時加(jia)入(ru)致(zhi)孔劑(ji)，形成多孔海綿狀(zhuang)構(gou)造(zao)的骨架，內部有大(da)量*性(xing)的微(wei)孔，再(zai)導入(ru)交(jiao)換(huan)基團(tuan)制(zhi)成。它(ta)並存有微(wei)細孔和大(da)網孔（macro-pore），潤濕(shi)樹脂的孔徑(jing)達(da)100～500nm，其(qi)大(da)小(xiao)和數(shu)量都可以在(zai)制(zhi)造時(shi)控制(zhi)。孔道(dao)的表面積可以增大(da)到(dao)超過(guo)1000m2/g。江蘇(su)色(se)可賽思(si)樹脂有限(xian)公(gong)司(si)整(zheng)理(li)這(zhe)不(bu)僅(jin)為(wei)離(li)子交(jiao)換(huan)提供(gong)了良(liang)好的接(jie)觸(chu)條(tiao)件(jian)，縮(suo)短(duan)了(le)離(li)子擴(kuo)散(san)的路(lu)程，還增加(jia)了(le)許(xu)多鏈(lian)節(jie)活(huo)性(xing)中心(xin)，通過(guo)分(fen)子間(jian)的範德(de)華引(yin)力(li)（van de Waals force）產(chan)生分(fen)子吸(xi)附作用(yong)，能夠象活(huo)性(xing)炭那樣(yang)吸(xi)附各(ge)種非離子性(xing)物質(zhi)，擴(kuo)大(da)它(ta)的功能。壹(yi)些不(bu)帶交(jiao)換(huan)功能團(tuan)的大(da)孔型(xing)樹(shu)脂也能夠吸(xi)附、分(fen)離(li)多種(zhong)物(wu)質(zhi)，例(li)如(ru)化(hua)工(gong)廠(chang)廢水(shui)中的酚類(lei)物。

大(da)孔樹(shu)脂內(nei)部的孔隙(xi)又(you)多又(you)大(da)，表面積很大(da)，活(huo)性(xing)中心(xin)多，離(li)子擴(kuo)散(san)速度(du)快(kuai)，離子交(jiao)換(huan)速度(du)也快(kuai)很多，約(yue)比(bi)凝膠(jiao)型(xing)樹脂快(kuai)約十倍(bei)。使用(yong)時的作用(yong)快(kuai)、效(xiao)率(lv)高，所需(xu)處(chu)理(li)時間(jian)縮(suo)短(duan)。大(da)孔樹(shu)脂還(hai)有多種(zhong)優(you)點：耐溶脹(zhang)，不(bu)易(yi)碎裂，耐氧(yang)化(hua)，耐磨(mo)損，耐熱(re)及(ji)耐溫(wen)度(du)變化(hua)，以及(ji)對(dui)有機(ji)大(da)分(fen)子物(wu)質(zhi)較(jiao)易(yi)吸(xi)附和交(jiao)換(huan)，因而(er)抗(kang)汙染(ran)力(li)強(qiang)，並較容(rong)易再(zai)生。

離(li)子交(jiao)換(huan)樹脂進(jin)行離(li)子交(jiao)換(huan)反應(ying)的性(xing)能，表現(xian)在(zai)它(ta)的“離子交(jiao)換(huan)容(rong)量”，即(ji)每克幹樹(shu)脂或(huo)每毫升(sheng)濕樹(shu)脂所(suo)能交(jiao)換(huan)的離子的毫克(ke)當量數(shu)，meq/g（幹）或(huo) meq/mL（濕(shi)）；當離(li)子為(wei)壹價(jia)時(shi)，毫克當量數(shu)即(ji)是毫(hao)克(ke)分(fen)子數(shu)（對(dui)二價或(huo)多價(jia)離(li)子，前者(zhe)為(wei)後者(zhe)乘(cheng)離子價(jia)數）。它(ta)又有“總(zong)交(jiao)換(huan)容(rong)量”、“工(gong)作交(jiao)換(huan)容(rong)量”和“再(zai)生交(jiao)換(huan)容(rong)量”等(deng)三種(zhong)表示(shi)方式(shi)。

1、總(zong)交(jiao)換(huan)容(rong)量，表示(shi)每單位(wei)數量（重(zhong)量或(huo)體積）樹脂能(neng)進行離(li)子交(jiao)換(huan)反應(ying)的化學(xue)基團(tuan)的總(zong)量。2、工(gong)作交(jiao)換(huan)容(rong)量，表示(shi)樹脂在(zai)某壹定條件(jian)下(xia)的離子交(jiao)換(huan)能力(li)，它(ta)與樹(shu)脂種(zhong)類(lei)和總(zong)交(jiao)換(huan)容(rong)量，以及(ji)具(ju)體工作條件(jian)如(ru)溶液(ye)的組(zu)成、流(liu)速、溫(wen)度(du)等因(yin)素(su)有關。

3、再(zai)生交(jiao)換(huan)容(rong)量，表示(shi)在(zai)壹定的再(zai)生劑(ji)量條(tiao)件(jian)下(xia)所(suo)取(qu)得(de)的再(zai)生樹(shu)脂的交換(huan)容(rong)量，表明樹脂中原(yuan)有化學(xue)基團(tuan)再(zai)生復原的程度(du)。

通常，再(zai)生交(jiao)換(huan)容(rong)量為(wei)總(zong)交(jiao)換(huan)容(rong)量的50～90%（壹般控制(zhi)70～80%），而(er)工作(zuo)交換(huan)容(rong)量為(wei)再(zai)生交(jiao)換(huan)容(rong)量的30～90%（對(dui)再(zai)生樹(shu)脂而(er)言），後壹比(bi)率(lv)亦(yi)稱為樹脂的利用(yong)率(lv)。

在(zai)實際(ji)使用(yong)中，離(li)子交(jiao)換(huan)樹脂的交換(huan)容(rong)量包(bao)括了吸(xi)附容(rong)量，但(dan)後者(zhe)所(suo)占的比(bi)例因(yin)樹脂結(jie)構(gou)不(bu)同(tong)而(er)異。現(xian)仍未能分(fen)別進(jin)行計算(suan)，在(zai)具體設計中，需(xu)憑經驗數(shu)據(ju)進行修(xiu)正(zheng)，並在(zai)實際(ji)運行時(shi)復核之。

離子樹(shu)脂交(jiao)換(huan)容(rong)量的測定壹般以無機(ji)離子進(jin)行。這(zhe)些離子尺(chi)寸較(jiao)小(xiao)，能(neng)自由(you)擴(kuo)散(san)到樹(shu)脂體內，與它(ta)內部(bu)的全(quan)部(bu)交(jiao)換(huan)基團(tuan)起(qi)反應(ying)。而(er)在(zai)實際(ji)應用(yong)時，溶液(ye)中常含有高分(fen)子有機(ji)物，它(ta)們的尺(chi)寸較(jiao)大(da)，難以進入(ru)樹(shu)脂的顯微(wei)孔中，因(yin)而(er)實際(ji)的交換(huan)容(rong)量會低(di)於(yu)用(yong)無機(ji)離子測出(chu)的數值(zhi)。這(zhe)種情況與(yu)樹(shu)脂的類(lei)型、孔的結構(gou)尺(chi)寸及(ji)所(suo)處(chu)理(li)的物質(zhi)有關。

離子交(jiao)換(huan)樹脂對(dui)溶液(ye)中的不(bu)同(tong)離子有不(bu)同(tong)的親和力(li)，對(dui)它(ta)們的吸(xi)附有選擇性(xing)。各(ge)種離(li)子受(shou)樹脂交(jiao)換(huan)吸(xi)附作用(yong)的強弱(ruo)程度(du)有壹般的規(gui)律，但不(bu)同(tong)的樹脂可能略有差異。主(zhu)要(yao)規(gui)律如下：

高價離(li)子通常被(bei)優(you)先吸(xi)附，而(er)低價(jia)離子的吸(xi)附較弱。在(zai)同(tong)價的同(tong)類(lei)離子中，直徑(jing)較大(da)的離子的被(bei)吸(xi)附較強。壹(yi)些陽(yang)離子被(bei)吸(xi)附的順序(xu)如(ru)下(xia)：

Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+

強堿(jian)性(xing)陰(yin)離(li)子樹(shu)脂對(dui)無機(ji)酸(suan)根的吸(xi)附的壹般順序(xu)為(wei)：

SO42－> NO3－ > Cl－ > HCO3－ > OH－

弱(ruo)堿(jian)性(xing)陰(yin)離(li)子樹(shu)脂對(dui)陰(yin)離(li)子的吸(xi)附的壹般順序(xu)如(ru)下(xia)：

OH－> 檸(ning)檬酸(suan)根3－ > SO42－ > 酒石(shi)酸(suan)根2－ >；草酸(suan)根2－ > PO43－ >NO2－ > Cl－ >；醋酸(suan)根－ > HCO3－

糖(tang)液(ye)脫色(se)常使用(yong)強堿(jian)性(xing)陰(yin)離(li)子樹(shu)脂，它(ta)對(dui)擬黑(hei)色(se)素(su)（還原(yuan)糖(tang)與氨基酸(suan)反應(ying)產物(wu)）和還(hai)原(yuan)糖(tang)的堿(jian)性(xing)分(fen)解產(chan)物(wu)的吸(xi)附較強，而(er)對(dui)焦(jiao)糖(tang)色素(su)的吸(xi)附較弱。這(zhe)被(bei)認為是由(you)於(yu)前兩(liang)者(zhe)通常帶負(fu)電(dian)，而(er)焦(jiao)糖(tang)的電荷(he)很弱(ruo)。

通常，交聯(lian)度(du)高的樹脂對(dui)離子的選擇性(xing)較強(qiang)，大(da)孔結(jie)構(gou)樹(shu)脂的選擇性(xing)小於(yu)凝膠(jiao)型(xing)樹脂。這(zhe)種選擇性(xing)在(zai)稀(xi)溶液(ye)中較(jiao)大(da)，在(zai)濃(nong)溶液(ye)中較(jiao)小。

離(li)子交(jiao)換(huan)樹脂的顆粒尺(chi)寸和有關的物理(li)性(xing)質(zhi)對(dui)它(ta)的工作(zuo)和性(xing)能有很大(da)影(ying)響。

離(li)子交(jiao)換(huan)樹脂通常制(zhi)成珠(zhu)狀(zhuang)的小顆(ke)粒，它(ta)的尺(chi)寸也很重(zhong)要。樹脂顆(ke)粒較(jiao)細(xi)者(zhe)，反(fan)應(ying)速度(du)較大(da)，但(dan)細顆粒對(dui)液(ye)體通過(guo)的阻(zu)力(li)較(jiao)大(da)，需(xu)要(yao)較(jiao)高的工作(zuo)壓力(li)；特(te)別是濃(nong)糖(tang)液(ye)粘(zhan)度(du)高，這(zhe)種影響更(geng)顯著(zhu)。因此(ci)，樹(shu)脂顆(ke)粒的大(da)小(xiao)應選擇適當。如果(guo)樹脂粒徑(jing)在(zai)0.2mm（約為(wei)70目）以下，會明(ming)顯(xian)增大(da)流(liu)體通過(guo)的阻(zu)力(li)，降(jiang)低(di)流(liu)量和生(sheng)產(chan)能力(li)。

樹(shu)脂顆(ke)粒大(da)小(xiao)的測定通常用(yong)濕篩法，將(jiang)樹脂在(zai)充分(fen)吸(xi)水(shui)膨脹(zhang)後進行篩分(fen)，累計其在(zai)20、30、40、50……目篩網上(shang)的留(liu)存量，以90%粒子可以通過(guo)其相對(dui)應的篩孔直徑(jing)，稱為(wei)樹脂的“有效(xiao)粒徑(jing)”。多數(shu)通用(yong)的樹脂產(chan)品(pin)的有效(xiao)粒徑(jing)在(zai)0.4～0.6mm之間(jian)。

樹(shu)脂顆(ke)粒是否均勻(yun)以均勻(yun)系(xi)數表示(shi)。它(ta)是在(zai)測定樹脂的“有效(xiao)粒徑(jing)”坐(zuo)標圖(tu)上(shang)取(qu)累計留(liu)存量為(wei)40%粒子，相(xiang)對(dui)應的篩孔直徑(jing)與有效(xiao)粒徑(jing)的比(bi)例。如(ru)壹種樹脂（IR-120）的有效(xiao)粒徑(jing)為(wei)0.4～0.6mm，它(ta)在(zai)20目篩、30目篩及(ji)40目篩上(shang)留(liu)存粒子分(fen)別為(wei)：18.3%、41.1%、及(ji)31.3%，則(ze)計算(suan)得(de)均(jun)勻(yun)系(xi)數為2.0。

樹脂在(zai)幹燥(zao)時(shi)的密度(du)稱為(wei)真密度(du)。濕樹(shu)脂每單位(wei)體積（連顆粒間(jian)空(kong)隙(xi)）的重量稱(cheng)為視(shi)密度(du)。樹脂的密度(du)與它(ta)的交聯(lian)度(du)和交(jiao)換(huan)基團(tuan)的性(xing)質(zhi)有關。通常，交聯(lian)度(du)高的樹脂的密度(du)較高，強酸(suan)性(xing)或強(qiang)堿(jian)性(xing)樹脂的密度(du)高於弱(ruo)酸(suan)或弱(ruo)堿(jian)性(xing)者(zhe)，而(er)大(da)孔型(xing)樹(shu)脂的密度(du)則(ze)較(jiao)低。江蘇(su)色(se)可賽思(si)樹脂有限(xian)公(gong)司(si)整(zheng)理(li)例(li)如(ru)，苯乙烯系(xi)凝膠(jiao)型(xing)強酸(suan)陽離(li)子樹(shu)脂的真密(mi)度(du)為1.26g/mL，視(shi)密度(du)為0.85g/mL；而(er)丙(bing)烯酸(suan)系(xi)凝膠(jiao)型(xing)弱酸(suan)陽離(li)子樹(shu)脂的真密(mi)度(du)為1.19g/mL，視(shi)密度(du)為0.75g/mL。

離子交(jiao)換(huan)樹脂應(ying)為不(bu)溶性(xing)物質(zhi)。但(dan)樹(shu)脂在(zai)合成(cheng)過(guo)程中夾(jia)雜的聚(ju)合(he)度(du)較低(di)的物質(zhi)，及(ji)樹(shu)脂分(fen)解生(sheng)成(cheng)的物質(zhi)，會在(zai)工作(zuo)運行時(shi)溶解出(chu)來(lai)。交(jiao)聯(lian)度(du)較低(di)和含活(huo)性(xing)基團(tuan)多的樹脂，溶解傾向較大(da)。

離子交(jiao)換(huan)樹脂含有大(da)量親(qin)水基團(tuan)，與(yu)水接(jie)觸(chu)即(ji)吸(xi)水(shui)膨脹(zhang)。當樹(shu)脂中的離子變換(huan)時，如(ru)陽(yang)離子樹(shu)脂由(you)H+轉(zhuan)為(wei)Na+，陰(yin)樹(shu)脂由(you)Cl－轉(zhuan)為(wei)OH－，都因(yin)離(li)子直徑(jing)增大(da)而(er)發(fa)生膨脹(zhang)，增大(da)樹(shu)脂的體積。通常，交聯(lian)度(du)低的樹脂的膨脹(zhang)度(du)較大(da)。在(zai)設計離子交(jiao)換(huan)裝置(zhi)時，必(bi)須考(kao)慮(lv)樹(shu)脂的膨脹(zhang)度(du)，以適應(ying)生產(chan)運行時(shi)樹脂中的離子轉(zhuan)換(huan)發(fa)生的樹脂體積變化(hua)。

樹脂顆(ke)粒使用(yong)時有轉(zhuan)移(yi)、摩擦(ca)、膨脹(zhang)和收(shou)縮(suo)等(deng)變化(hua)，*使用(yong)後會有少量損耗(hao)和破(po)碎(sui)，故(gu)樹(shu)脂要(yao)有較高的機(ji)械(xie)強(qiang)度(du)和耐磨(mo)性(xing)。通常，交聯(lian)度(du)低的樹脂較(jiao)易碎(sui)裂，但(dan)樹(shu)脂的耐用(yong)性(xing)更主(zhu)要地(di)決定於交(jiao)聯(lian)結構(gou)的均勻(yun)程(cheng)度(du)及(ji)其(qi)強(qiang)度(du)。如大(da)孔樹(shu)脂，具(ju)有較高的交聯(lian)度(du)者(zhe)，結(jie)構(gou)穩(wen)定，能耐反(fan)復再(zai)生。