离子交换树脂的外观包括：颜色、形状、颗粒完整性以及树脂中的异样颗粒和杂质等。
    质量优良产品的外观应该是：
    圆球形规整，碎粒极少：凝胶型树脂颗粒应光滑透亮；
    ①颜色均一，若有杂色颗粒，说明混入了其他品种树脂或不同质量的树脂。要注意树脂发生霉变时会带青绿色；
    ②无异样颗粒(如不定型颗粒和“软球”)，软球是低聚合物颗粒或未聚合好的颗粒。一般弱酸性阳树脂中易出现“软球”。软球较轻，带粘性，夹在树脂层中，会给使用带来麻烦。
    ③无杂质，杂志包括金属腐蚀产物、橡胶老化后的碎块和包装材料的碎片等，树脂使用前应将杂质除去。


（一）树脂颜色

    离子交换树脂因母体结构、交换基团和离子类型、生产工艺与操作条件以及污染变质等情况不同，而有白、黄、褐、棕、灰、红、黑等种种颜色。
     常用树脂的颜色一般如下：
     凝胶型树脂一般是透明或半透明的，而大孔型树脂则为不透明或微透明的。
     聚丙烯酸系树脂为乳白色或淡黄色，凝胶型聚苯乙烯树脂则为淡黄色至棕褐色，大孔聚苯乙烯型阳树脂一般为淡灰褐色，大孔聚苯乙烯型阴树脂可为白色至各种淡黄褐色。
     树脂的颜色还因交换基团上离子形式不同而变化，在树脂色功能基团上生成配合物后，颜色也可发生变化。
     交联度高或原材料杂质多，树脂颜色就略深，树脂受铁或有机物污染时颜色也会变深。受到氧化剂破坏发生解联时，随着交联度的下降树脂的颜色变浅。
     对离子交换色谱分析专用树脂，要求颜色较浅，以便于观察色带谱。有时，为了在使用中观察方便，在树脂加工过程中，特意加入色素或染料或指示剂，使树脂具有某种颜色。
     新购树脂时观察树脂颜色，可初步了解树脂纯正程度等一半情况。在树脂使用过程中，定期观察树脂颜色的变化，可辅助了解树脂性能变化情况。


（二）形  状

     除了为特殊应用而制造的离子交换棒、带、片、膜、粉及纤维外，常用树脂都制成0.3mm-1,2mm的球形颗粒。
     球形颗粒的树脂有以下优点：
     ① 加工容易。无论是采用悬浮集合，还是采用喷孔成型，把树脂制成小球粒最方便。省去破碎的操作，也无碎末损失。
     ① 表面光滑，流体阻力小，流体分布均匀，树脂层中压降小。
     ② 表面积大，交换速度快，而且体积小，节省容积。
     ③ 树脂无裂口和尖锐棱角，不易出现碎片细粉，耐磨损性能好。
     ④ 不易污染，表面污物容易在反洗中xx。
     树脂中呈球状颗粒的树脂量占总量的百分数，称为圆球率。对于水处理来说，圆球率越大越好，因为这有利于树脂层中水流分布均匀，减少水流阻力损失，减少树脂反洗的损失。对于混合床或双层床，则有利于树脂的分离。
     圆球率的测定可采用显微镜观察计数法。通常是取几百颗树脂，在20倍的显微镜下求出破球数，然后再算出圆球率。这种方法可在保持树脂湿态下进行，对即发生裂纹而仍保持球型的未破碎的树脂颗粒，也可以观察到。该方法的缺点是误差较大，且测定结果也不是以质量为基础计算的。另一种测法是，取自然风干或在80℃烘箱中烘干2h的干态树脂10g，慢慢地倒在倾斜10°的玻璃板上端〔玻璃板面积不小于（45×30）cm2〕,让树脂分散的向下自由流动,然后收集滚入玻璃板下大搪瓷盘中的树脂,然后算出圆球状树脂的质量百分数.
     新树脂的圆球率均应在90%以上,树脂使用后,由于破裂,圆球率会下降,尤其是强度差大的树脂.


离子交换树脂粒度分布

     离子交换树脂球粒大小不一,一般不能简单地用一个粒径这一指标来表示,必须引入粒径分布,用它来表明树脂颗粒所占有的粒径范围及各种粒径颗粒的含量。
     离子交换树脂颗粒的大小及均匀性对其应用有着较大的影响.在由不同树脂组成的混合床、双层床、三层床中，他会直接影响到运行中分离操作的分离效果。
     树脂颗粒大，交换速度就慢；颗粒小，水通过树脂层的压力损失就大。各个颗粒的大小相差太大，不利于水处理工艺过程的进行。一则，小颗粒堵塞了大颗粒的空隙，会使水流不匀和阻力增大；再则，反洗时流速过大会冲走小颗粒树脂，而流速过小又不能松动大颗粒。因此，常用树脂的粒径一般为0.3mm-1.2mm。在生产中，常用“目数”来表示树脂颗粒的大小。目数与毫米之间的对应关系如表1-1所示。


表1-1用目数和毫米表示颗粒大小的关系
目数 粒径/mm 目数 粒径/mm
10 2.00 80 0.177
20 0.841 90 0.155
30 0.595 100 0.149
40 0.420 120 0.125
50 0.297 140 0.105
60 0.250 200 0.074
70 0.210 400 0.037

    树脂颗粒的均匀性，也可影响水处理中的一些操作和计算。由于在水中大颗粒的沉降速度大于小颗粒，因而，当树脂层上面有水层存在时，交到数值就会破坏原有按自然沉降规律得到的树脂层。为此，为取代表性树脂样品，应尽量去掉树脂层面以上的水，并将树脂上下翻动均匀，然后取样。另外，有关计算中往往要考虑到，树脂在量筒中经敲实而大小颗粒无规律排列时所具有的体积，与交换柱中经反洗、沉降后所得到的体积之间的差别。
     由于树脂通常是在湿态下使用的，所以，树脂粒度分布测定是用xx水化了的树脂在湿态下进行筛分分析。要注意树脂失水变干粒径收缩，会影响测定结果。具体操作是将100ml湿态树脂用一系列实验筛依次湿筛，测出不同筛孔孔径的筛子上累计保留树脂的百分数，在坐标系上绘出粒径分布曲线，再依据该曲线，求出能保留40%和90%树脂的实验筛筛孔孔径。
     设试样颗粒按直径由大到小排列至排完90%体积的颗粒，规定其中最小的直径为有效颗粒（mm），有符号d90表示。该值也就是保留90%树脂样品的相应试验筛孔孔径。
     设试验颗粒按直径由大到小排列至排完40%体积的颗粒，规定最小颗粒的直径为d40.。该值也就是保留40%树脂样品的相应实验筛筛孔孔径。
     规定d40与有效粒径d90的比值，称为均一系数，用符号K表示。即：


    显然，均一系数K越小，则颗粒粒径范围越狭窄，颗粒也就越为均匀。
     离子交换树脂粒度分布的测定结果，用有效粒径d90和均一系数K这两个指标表示。
     有关树脂粒度分布的测定步骤、实例与一些规定，请参看GB/T5758—2001标准。
     表1-2列出某些树脂粒度分布测定结果供参考。

表1-2 某些树脂的粒度分布
树脂牌号 有效粒径d90/mm 均一系数K 树脂牌号 有效粒径d90/mm 均一系数K
007×7 0.487 1.66 D301 0.416  1.46
201×7 0.431 1.63 D301FC 0.61 1.28
D001 0.469 1.43 D301SC 0.42 1.22
D111 0.362 1.59      
    在GB/T5758—2001标准中，还规定了几种粒度的定义如下：
     ①下限粒度：小于指定下限粒径试样颗粒的体积占全部试样颗粒体积的体积分数；
     ②上限粒度：大于指定上限粒度试样颗粒的体积占全部试样颗粒体积的体积分数；
     ③范围粒度：指定粒径范围（小于上限粒径至大于和等于下限粒径）内试样颗粒的体积占全部试样颗粒体积的体积分数。
     有关这三项粒度的测定和计算可查阅相关标准，在此不再赘述。
     


离子交换树脂含水量

     一定离子型的离子交换树脂颗粒内所含的平衡水量是产品树脂固有的性质。它用单位质量的、经一定方法去除外部水分后的湿树脂颗粒内所含水量的百分数表示，一般在50%左右。树脂的含水量主要由树脂的骨架结构（如交联度）和功能基团的数量及离子型态所决定。因此，同种树脂离子型态不同，含水量也不同。对于非纯型树脂，在测定其含水量时，应在测定结果上注明其各种离子型所占的比例。
     所谓平衡含水量是指干态的纯离子型树脂颗粒放到纯水中，经24h后，使其吸收的水量基本达到稳定不变时的含水量。这样的树脂颗粒离开水环境而处在空气中时，颗粒表面还会附有一薄层水膜，树脂颗粒内仍含有平衡水量。显然，水膜是树脂离开水环境时的机械附带，其厚度主要取决于树脂表面性质、水的粘度、颗粒和水相对运动的速度等。当表面水膜不断蒸发，水膜的完整性遭破坏时，内部水就会逸出蒸发，这给测定内部含水量带来很大困难。因此，如何能除去表面水而又能保证内部水不损失是测定树脂含水量前的重要步骤。
     常用的除去外表水的方法有：离心法、抽滤法和吸干法。
     离心法：将预处理转成所需离子型的样品置于离心过滤管内，在转速为（2000±200）r/min下，离心5min，脱去表面水分。
     抽滤法：用湿空气来排除树脂颗粒之间及颗粒表面的水分。湿空气用一般空气通过二级水塔制备，以使空气净化和湿度增加。此法受通过空气量的大小、空间、空气的湿度，树脂层高度的影响。
     吸干法：用滤纸轻轻的搓动树脂，洗去外部水分，至滤纸上不见水痕为止。此法最简单，但由于无法固定操作条件，除去外表水的程度受空气的温度、湿度和搓动次数及时间的影响。
     这三种方法的对比试验表明，离心法测定结果介于其他两种测定结果之间，可能更接近于真值；离心法所用设备及操作均较简单，操作时的人为误差较小，测定结果不受环境条件的影响，方法的重现性好，测定精度高。因此，在 测定我国标准方法时，采用了离心法。
     对于在105℃-110℃下连续干燥而不发生化学变化的树脂，采用如下方法测定其含水量：取0.9g-1.3g除去外表水的湿树脂，置于∮50mm-30mm的才称量瓶中，于（105±3）℃的烘箱中烘2h，除去内部水分，取出后在干燥期内存放20min-30min冷却至室温，由质量的减少计算出树脂的含水量。
     OH型阴离子交换树脂，在105℃的温度下会发生分解，不能直接用烘干法测定其含水量。这时，OH型阴离子交换树脂含水量是指用氢氧化钠溶液将阴离子交换树脂的全部强碱基团转成OH型，全部弱酸基团转为游离胺型后的离子交换树脂颗粒内所含的平衡水量。
     OH型阴离子交换树脂含水量的测定方法简述如下：
     ① 用过量的NaOH溶液中处理该种树脂，是全部强碱基团转成OH型，全部弱碱基团转成游离胺型。
     ② 称取1g左右用离心法除去外表水的OH型阴树脂，置于已知质量的专用交换柱中，用天平称得OH型湿树脂质量。
     ③ 用250mL1mol/LHCL溶液通过交换柱，湿树脂转为Cl型。通过分液漏斗用无水乙醇洗去多余的酸，然后抽取多余的乙醇，再将树脂连同交换柱一起在（105±3）℃的烘箱中烘3h ，取出冷却后称量，求得Cl型干树脂质量。
     ④ OH型阴离子交换树脂的含水量x(%)按下式计算：


    式中：m1——空的含水量测定器的质量，g；
    M2——烘前含水量测定器和样品的质量，g；
    M3——烘后含水量测定器和样品的质量，g；
    E1——阴离子交换树脂湿基全交换容量,mmol/g；
    E2——阴离子交换树脂湿基强碱基团交换容量，mmol/g。
    有关测定树脂含水量的实验步骤及规定，请参看GB/T5757-1986和GB/T5759-2000.
    测定数据表明：
    ①常用凝胶型树脂强酸性阳树脂含水量波动较小，各地产品大致相同，工艺较稳定；国产聚苯乙烯系阴树脂（201×4，201×7）含水量的差别较大，这是各企业产品交换容量相差较大，反应时形成的副交联程度不同等原因所致。
    ②大孔树脂含水量比相同交联度凝胶型树脂的含水量高。含水量越高越有利于离子扩散，而相应的体积全交换容量也就越低。
    ③同种树脂，离子型态不同，含水量也不同。因此在表示树脂含水量时，必须指明离子型态。
    不同型态树脂含水量的顺序如下：
    对强酸性阳离子交换树脂为

H+＞Na+＞NH4+＞K+
     对强碱性阴离子交换树脂为：

OH-＞HCO-3＞SO42-
     ④强酸性阳树脂在使用中因氧化发生交联结构断裂时，含水量会增加；阴树脂受氧化的情况比阳树脂少得多，在使用中主要发生过的问题是基团讲解、脱落和被有机物污染，这会使含水量下降。


离子交换树脂密度

     为使离子交换树脂密度的测定结果有可比性，树脂测定样品应处于湿态，即指在水中充分溶胀而吸收了平衡水分，并采用离心法等适当方法除去了树脂颗粒外表水的湿态。
     常用的树脂密度指标有湿真密度和湿视密度两种。

(一)湿真密度

     湿真密度是指单位真体积湿态离子交换树脂的质量，单位为g/ml,这里所说的真体积，是指离子交换树脂颗粒本身的固定体积，它不包括颗粒间的空隙体积。
     对任何已知的树脂来说，其湿真密度随交换基团的离子型式不同而改变。因此，对任一湿真密度测定结果，都应说明其离子型式。
     试验研究表明，对同一批树脂，湿真密度的测定结果与树脂粒径无关。这说明同一批树脂中，不同粒径树脂的内在结构是相同的。所以，湿真密度测定时，对试样在颗粒上的代表性无严格要求。
     树脂在水中的沉降速度与湿真密度有关。在选择混床、三层混合床和双层混合床用的数值时，对树脂的湿真密度差都有严格的要求。
     
(二)湿视密度

     湿视密度是指单位视体积湿态离子交换树脂的质量，单位为g/ml。
     视体积又称堆积体积或表观体积，是指离子交换树脂以紧密的无规律排列方式在量器中占有的体积，它包括树脂颗粒固有体积及颗粒间的空隙体积。
     对一定数量的湿态离子交换树脂来说，其视体积并非一固定值，许多因素都可能早成视体积的变化。这些因素主要有：离子型式、树脂的堆积状态和量器直径。
     树脂的堆积状态与大、小颗粒混合的程度以及树脂堆积紧密程度有关。试验研究和生产实践中常遇到的堆积状态有：
     ① 量筒中混匀敲实体积。在这种状态下，小颗粒树脂可填充大颗粒空隙中，因此所得体积最小。
     ② 交换柱中反洗筛分体积。具体操作条件是在室温条件下，用纯水反洗10min展开率为50%，然后排水沉降，测定树脂层体积。在设备内树脂层作投产前预处理过程中侧测得体积基本上是单一离子型态的树脂层的反洗筛分体积。
     显然，混匀敲实体积小于反洗筛分体积，一般后者比前者大3%-10%，树脂粒度的均匀性较差，则二者相差越大。由于两种体积测定结果不同，就必然会影响到湿视密度计算结果的不同（见表1-3）。

表1-3 混匀敲实密度与反洗筛分密度的比较
树脂牌号 001×7 201×7 D001 D201 111 D111
混匀敲实密度/(g/ml) 0.845 0.730 0.778 0.700 0.802 0.784
反洗筛分密度/(g/ml) 0.798 0.685 0.747 0.664 0.781 0.722
差值/（g/ml） 0．047 0．045 0.031 0.036 0.021 0.062
    反洗（或其他方法）筛分后的树脂层，在敲击、振动或水流压差作用下，还可发生一定的收缩，收缩程度与外力作用条件有关。这种收缩后可能达到的最小体积仍然大于混匀敲实体积。经测定，商品离子交换树脂在量筒（直径大于25mm）中混匀敲实状态下，空隙率约为0.326，而在同样量筒中筛分敲实状态下，空隙率为0.350。
    我国国家标准中的树脂密度的测定方法，是以量筒中混匀敲实体积为计算标准的。因此，当实际树脂层不是处于混匀敲实状态而采用国际湿视密度数据时，就应进行相应的换算。
     影响树脂视体积的另一个主要因素是量器直径。由于处于容器壁处树脂颗粒的堆积状态要比在树脂层内部的疏松一些，所以容器直径越小，紧贴器壁的树脂所占的比例就越大。因此，对一定数量的树脂来说，所测得的体积越大，而所算出的湿视密度则越小。当量筒内径大到25mm时，这种影响不再造成湿视密度测定结果的明显变化，因而国际规定测定树脂湿视密度应在内径25mm的专用密度记中进行。试验研究中量取树脂体积也应在使用内径大于25mm的量筒或交换柱。
     
(三)离子交换树脂的测定方法

     测定离子交换树脂的湿真密度和湿视密度均用专用密度进行。由于在10℃-30℃范围内温度对树脂密度测定结果没有明显影响，所以测定可在室温条件下进行。
     测定有关步骤和有挂计算公式如下：
     ① 在密度计内加入纯水约15ml-20ml，擦干外壁处及磨口部位，盖上磨口盖，在分析天平上称得质量m1(g)。
     ② 取25ml-30ml在纯水中充分溶胀的树脂样品，有离心法除去外表水分后，加入该密度计中，盖上磨口塞，用分析天平称得质量m2(g).
     以上两次称量之差（m2-m1）,即为试样量。
     ③ 用玻璃棒轻轻搅动树脂层，除去气泡，玻璃棒不得带出树脂。
     ④ 用橡皮管敲击密度计，并轻轻墩实至树脂体积不变为之，读取树脂体积V/(ml)在按有关校正和计算，求得视体积VB.
     ⑤ 离子交换树脂湿视密度dB（g/ml）按下式计算：

    ⑥再向该密度计中加入纯水至磨口部位中间，盖严磨口塞，使水慢慢溢出。，保证密度计中无气泡，擦干外壁，在分析天平上称得质量m4(g).
    ⑦将该密度计中树脂倒净，重复上面⑥的操作，并在分析天平上称得加满水纯水的密度计的质量m3(g)。
    ⑧离子交换树脂湿真密度dt(g/ml)按下式计算：

    式中：dw——测定温度下水的密度，g/ml
    有关测定树脂湿真密度和湿视密度的实验步骤、规定及计算，包括体积校正的计算，请参看GB/T8330-1987和GB/T8331-1987。