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离子交换树脂含有大量亲水基团，与水接触即吸水膨胀。当树脂中的离子变换时，如阳离子树脂由H+转为Na+，阴树脂由Cl-转为OH-，都因离子直径增大而发生膨胀，增大树脂的体积。通常，交联度低的树脂的膨胀度较大。在设计离子交换装置时，考虑树脂的膨胀度，以适应生产运行时树脂中的离子转换发生的树脂体积变化。
树脂颗粒使用时有转移、摩擦、膨胀和收缩等变化，长期使用后会有少量损耗和破碎，故树脂要有较高的机械强度和耐磨性。通常，交联度低的树脂较易碎裂，但树脂的性更主要地决定于交联结构的均匀程度及其强度。如大孔树脂，具有较高的交联度者，结构稳定，能耐反复再生。
树脂的特点，其单元结构主要由三部分组成：不溶性的三维空间网状骨架、连接在骨架上的功能基和功能基团所带的相反电荷的可交换离子。随着离子交换技术的不断发展，树脂在水处理领域的应用不断扩大，越来越显示出它的性，具有可深度净化、、可再生性强等优点。
阳、阴树脂都有被污染的问题，但是这两种树脂铁污染的机理却不相同。除盐设备中阳树脂接触的是原水中和铁离子、铁凝聚过的产物和腐蚀产物。水中的铁离子被阳树脂吸收后，较难再生出来，腐蚀产物在再生时反而变为铁离子，在较低的再生剂量下，还会被出水端树脂吸收。铁离子污染，会使颜色变深、加速氧化降解、性能逐渐降低、出水水质恶化水量减少；阴树脂受铁污染情况则不同，往往是由再生液带入的铁沉积在阴树脂上，并和硅、有机物等结合在一起成为一种复杂的物质形态使阴树脂受污染，而且这种污染是累积式的。
离子交换是一种可逆的化学反应，其中从溶液中除去溶解的离子并用相同或类似电荷的其他离子替换。离子交换树脂本身不是化学反应物，而是促进离子交换反应的物理介质。树脂本身由形成烃网络的有机聚合物组成。整个聚合物基质是离子交换位点，其中带正电离子（阳离子）或带负电离子（阴离子）的所谓“官能团”固定在聚合物网络上。这些官能团容易吸引相反电荷的离子。
离子交换树脂基质通过在称为聚合的过程中使烃链彼此交联而形成。交联使树脂聚合物具有更强，更有弹性的结构和更大的容量（按体积计）。虽然大多数IX树脂的化学组成是聚苯乙烯，但某些类型是由丙烯酸（丙烯腈或丙烯酸甲酯）制造的。然后树脂聚合物经历一种或多种化学处理以将官能团结合到位于整个基质中的离子交换位点。这些官能团赋予IX树脂其分离能力，并且从一种树脂到下一种树脂会有很大差异。
