概述[1][2][3]
离子交换树脂是一类带有活性基团的网状结构高分子化合物。离子交换树脂具有交换、选择、吸附和催化等功能，在工业高纯水制备、医药卫生、冶金行业、生物工程等领域都得到了广泛的应用。
制备[1]
1）常规工艺离子交换树脂的合成分为两个过程，一是高分子聚合物骨架的制备，二是在制成的骨架上引入活性基团。在常规的工艺中，制备高分子骨架一般采用悬浮聚合、单次交联的方法。例如苯乙烯树脂的合成就是使苯乙烯和交联剂二乙烯苯在水中悬浮状态下聚合成球状物（白球），再通过化学反应向骨架上引入活性基团。若用浓硫酸处理白球则得到磺酸型阳离子树脂，若先用氯甲醚进行氯甲基化处理后再用胺处理则可制得碱性强弱不同的各种阴离子树脂。另一类比较常用的树脂——丙烯酸系树脂的合成是由已经具备活性基团的单体经聚合一步制得。其基体由丙烯酸甲酯和交联剂二乙烯苯共聚而成，基体再经过特定的化学反应转变为阳离子交换树脂或阴离子交换树脂。但是，这种常规工艺存在一定的缺点。在工业悬浮聚合反应工艺中，由于单体与水相之间存在着较大的粘度差异，且反应器中搅拌剪切力空间分布不均匀等诸多原因，会导致产出的白球粒度不均匀且有相当一部分白球粒度不符合要求。这样会增加生产成本、增加能耗、浪费资源，而且会造成较大的环境污染。
2）新型工艺鉴于常规工艺存在的缺陷，离子交换树脂领域的国内外学者一直积极致力于探索新型的合成工艺。现在已经开发出的新型工艺主要有互贯聚合工艺、后交联工艺等。互贯聚合就是指将已经具有一定交联度的聚合物骨架再在相同交联度的单体中溶胀，使单体吸入聚合物中，实现两个独立网络的互相贯穿和缠绕。研究表明，互贯型离子交换树脂的真实交联度低于相应一次珠体的真实交联度，但其表观交联度则明显高于相应的一次珠体。
由于真实交联度反映的是二乙烯苯的用量，而表观交联度则是以白球在甲苯中的膨胀度来推算。由此可知，在使用相同二乙烯苯的情况下，采用互贯聚合工艺可以改善树脂性能。同时，由于次聚合后的网格空间被第二次共聚物的网络占据，因此其密度增大、刚性增强、珠体合格率提高、工作交换容量也大大高于具有相同交联度的常规树脂。
另外，还有研究表明，通过改变两网质量比、第二网交联度，可以获得机械强度高、选择吸着性好和内扩散系数大的离子交换树脂。利用互贯聚合的方法，可以生产出多种具有不同网络结构的特殊的离子交换树脂，例如两性树脂、聚丙烯腈/聚氯乙烯互贯树脂等。后交联法又称附加交联法，是用聚苯乙烯溶液或溶胀态低交联聚苯乙烯与交联剂氯甲醚等发生付氏反应。引入的氯甲基在较高温度下，可与邻近的苯环进一步发生付氏反应，从而实现两个高分子链上苯环的交联。丹东化工三厂采用附加交联法合成了强碱性阴离子交换树脂，并与普通201×7树脂进行比较，证明了该种树脂具有结构均匀、转型膨胀率低、强度好、交换容量高等显著特点。此外，后交联法还可以应用于高吸水性树脂的制备。
应用[1]
离子交换树脂广泛应用于电力、食品、医药卫生、石油化工、电子、冶金和环保等多个领域。离子交换树脂最突出的应用是在水处理领域。其中，在电力行业的应用比例，主要是用在火力发电厂补给水处理和凝结水精处理上，少部分用于循环水和发电机内冷水的处理。
随着电力工业的发展，机组单机容量逐步向高参数、超临界、大容量发展，机组性能的提高，对电厂水质提出了更高的要求，因此对离子交换树脂的要求也越来越高。在火电厂各种水的处理中，由于凝结水水量约占锅炉总给水量的90%以上，凝结水处理的精度和深度直接决定锅炉给水品质的好坏，因此凝结水精处理所用的树脂一直是人们关注和研究的重点对象。
目前，国内火电厂所用的凝结水精处理方法主要有体外再生式高速混床、粉末过滤器以及两者联合运行方式，相应地有高速混床专用树脂和粉末树脂。由于高速混床运行水量大、运行流速高、运行水含盐量低及运行温度较高等特点，要求所使用的混床树脂具有机械强度高、粒径均一度好、耐热性好等特性，因此耐温性好强度高的大孔型均粒树脂在凝结水的处理方面显示出了突出的优势。此外，粉末树脂过滤器目前也被国内多家电厂所采用。粉末树脂失效后可直接丢弃、无需再生，极限交换容量利用率高；另外粉末树脂对水中有机物和胶体去除率较高，其对氧化铁的去除率可以达到85%，对胶体硅的去除率可以达到99%。因此采用粉末树脂进行凝结水精处理具有基础建设费用低、出水水质好及减少废酸废碱排放等优势。但是粉末树脂也存在运行费用较高、铺膜工艺不易操作等缺点，这可能是粉末树脂至今未能在国内电厂普遍使用的原因。
近年来，离子交换树脂在工业水处理中发挥了新的作用。如前文所述，与凝胶型树脂相比，大孔型离子交换树脂具有抗有机物污染的能力，因此大孔树脂可以用来代替常规的活性炭过滤器起到去除水中有机物的作用。用大孔树脂对有机物去除率高、可重复利用，这样便克服了活性炭在吸附有机物等杂质饱和后吸附能力不可完全恢复的缺点。目前，国内有很多学者和研究人员分别从技术环节、有机物在大孔树脂上的吸附特性及影响有机物富集率的因素等角度研究了大孔离子交换树脂对有机物的去除作用
主要参考资料
[1]国内离子交换树脂生产及应用现状与前景
[2]离子交换树脂作为药物载体的应用进展
[3]离子交换树脂在药物制剂中的研究进展