رزینی که در تصفیه آب مورد استفاده قرار میگیرد، تحت تأثیر کلر و یا اکسندههای دیگر موجود در آب ورودی (مانند کلرآمین، اوزون، پراکسید و پرمنگنات) اکسید میشود. اکسید کنندهها به ساختار شبکه ای رزین آسیب میزنند و موجب شکست پیوندها و بازشدن آنها میشوند. در این حالت رزین متورم شده و جایگاههای فعال تعویض یون از هم فاصله میگیرند. این اتفاق موجب کاهش یافتن گزینشپذیری رزین و افزایش سختی یا رسانایی آب خارج شده از رزین می شود. فلزات واسطه مانند مس و آهن (که اغلب در آب تصفیه نشده وجود دارند و یا از طریق لولههای حامل آب، وارد جریان آب میشوند) فرآیند اکسیداسیون رزین را تسریع میکنند و موجب افت عملکرد آن زودتر از موعد پیشبینی شده میشوند. این یونها توسط رزین جذب شده و درصورتی که در آب ورودی اکسیژن حل شده وجود داشته باشد یا pH آب نمک مورد استفاده برای بازیابی بالا باشد، این فلزات درون مهرهها رسوب میکنند. آزمایشات نشان میدهد که سدیم کلریدی که معمولاً برای بازیابی رزین استفاده میشود به اندازه ای که بتواند موجب ترسیب آهن و مس در رزین شود، بازی است و pH آن بالاست، که این عامل موجب ترسیب و از کار افتادن زودتر از موعد رزین میشود. به علاوه در صورتی که یک سیستم نرم کننده آب با لولههای مسی جدید نصب کنید یا زمانی که کلرآمین موجود در آب از مقدار متداول بالاتر باشد، مشکل تخریب سریع رزین پیش خواهد آمد.
رزین های تبادل یونی از یک شبکه پلیمری تشکیل شده اند که در سراسر آن گروه هایی به منظور انجام تبادل یون به اسکلت پلیمری متصل شده اند که به اصطلاح ” گروه عاملی“ نامیده می شوند. این گروه های عاملی دارای بار مثبت یا منفی هستند که می توانند یون های دارای بار مخالف را از محلول اطراف جذب کرده یا تعویض کنند. تبادل بین رزین که به فرم جامد است و مایع یا آبی که در تماس با رزین قرار دارد انجام می گیرد که این تبادل برگشت پذیر بوده و ضمن آن رزین دستخوش تغییر دائمی نمی شود. . به طور خلاصه می توان از لفظ “پلی الکترولیت های نامحلول” برای این ترکیبات استفاده کرد.
از نظر ظاهری رزین های تبادل یونی به صورت ذرات کروی با قطر 300 تا 1200 میکرون به فروش می رسند.
در فرآیند تبادل یون، یون های موجود در یک محلول با بار مشخص (کاتیون ها یا آنیون ها) برروی یک ماده جامد (تبادل کننده یون) جذب می شوند و در مقابل مقدار اکی والان برابر از یک یون دیگر از ماده جامد وارد محلول موردنظر می شود. تبادل یون یک فرآیند برگشت پذیر بوده و لازمه آن عدم ایجاد تغییر دائمی در ساختار ماده جامد طی این تبادل است. قدمت استفاده از فرآیند تبادل یون در صنعت به سال 1910 و استفاده از مواد طبیعی و پس از آن زئولیت های سنتزی در سختی گیری از آب برمی گردد. اولین تبادل کننده سنتزی تهیه شده از مواد آلی از طریق تراکم ترکیبات فنولی در سال 1935 تهیه شد. این ماده حاوی گروه های سولفونیک یا آمین به منظور انجام تبادل برگشت پذیر با کاتیون ها و آنیون ها بود.
اولین رزین تبادل یون برپایه پلی استایرن در سال 1944 و توسط دآللیو (d’Alelio) سنتز شد. از آن تاریخ تا به امروز تنها این نوع رزین های تبادل یونی قادر به تولید آب با کیفیت موردنظر برای بویلرها و دیگ های بخار آب تحت فشار هستند. با استفاده از اسمز معکوس و الکترودیالیز می توان محلول های یون زدایی شده با بازده 50 تا 90 درصد تهیه کرد اما با استفاده از رزین های تبادل یونی این بازده تا 99 الی 99/99 درصد افزایش پیدا می کند.