聚丙烯基离子交换纤维的研究进展

综述了化学接枝、辐照接枝和共混或共聚物成纤功能化法制备聚丙烯基离子交换纤维的方法、特征和机理及其在应用领域的最新进展 ,并对目前离子交换纤维研究和应用中存在的问题提出了一些看法。

中空聚丙烯基离子交换纤维的制备及表征

以CaCO_3为成孔剂,通过共混熔融纺丝和酸化制备中空聚丙烯纤维,以纤维为基体,通过引发剂接枝苯乙烯,再经氯甲基化和胺化反应制备强碱性阴离子交换纤维;采用红外光谱、电镜扫描、热重分析等分析手段对制备的离子交换纤维进行了表征,并对其交换容量、溶胀性及动力学吸附性能进行了测试。结果表明:制备的强碱性阴离子交换纤维具有较高的交换容量,约达到3.08 mmol/g,吸附性能良好,含水量大于56%,是一种性能优良的离子交换纤维。

聚丙烯基弱酸型阳离子交换纤维的制备及力学性能

用预辐照接枝的方法，制备了弱酸型ＰＰ基离子交换纤维聚丙烯－聚甲基丙烯酸－二乙烯基苯ＰＰ－ｇ－ＰＭＡＡ－ＤＶＢ，研究了接枝反应条件对接枝率的影响，并研究了接枝率与纤维力学性能的关系。在本实验条件下，接枝率一般在７０％左右，纤维断裂强度在２００～３００ＭＰａ。

聚丙烯基强碱性阴离子交换纤维的结构表征及性能研究

采用共辐射引发接枝共聚法在聚丙烯纤维上接枝苯乙烯-二乙烯苯,通过氯甲基化反应和胺化反应制备强碱性阴离子交换纤维。利用分析仪器对制备产品的结构进行表征,并对其溶胀性、机械强度、吸附交换性能等物理和化学性能进行了测定。结果表明,制备的强碱性阴离子交换纤维具有较高的交换容量、快的吸附速度、较好的机械性能和稳定的化学性能,是一种性能优良的离子交换材料。

聚丙烯腈基弱碱性离子交换纤维的制备

以聚丙烯腈(PAN)纤维为基体,以水合肼为交联剂,以二乙烯三胺为胺化剂制备了一种弱碱性离子交换纤维,研究了纤维的纤度、反应时间、反应温度对胺化反应的影响．实验结果表明:胺化增重率随着纤维纤度的降低、反应时间的延长和反应温度的升高而增加．采用红外光谱、元素分析、扫描电镜等手段对制得的离子交换纤维进行结构表征,表明了交联和胺化反应的发生,同时讨论了合成反应机理．

聚丙烯基阴离子交换纤维制备工艺对其性能的影响

采用共辐射引发接枝共聚方法在聚丙烯纤维上接枝苯乙烯,通过氯甲基化和胺化反应制备强碱性阴离子交换纤维。研究了反应条件对接枝率、交换容量和纤维强度的影响。结果表明,共辐照接枝反应中,当二乙烯苯含量2%,剂量率0.5 kG y/h^1.0 kG y/h,照射时间5 h^8 h时,接枝纤维的接枝率和力学强度较高。功能化反应中,当氯甲基化反应温度40℃~45℃,反应时间15 h^20 h,胺化反应温度30℃,反应时间15 h^20 h时,制备的纤维具有较好的力学性能和较高的交换容量。

聚丙烯基阴离子交换纤维吸附过程研究

研究了聚丙烯基阴离子交换纤维在含氰废水中的吸附，结果表明：离子交换无纺布的吸附容量与接枝率有关，接枝率越高吸附量越大。离子交换无纺布对氰化物及Cu，Fe，Zn离子的吸附容量较大。对氰化物及Cu，Fe，Zn的最大吸附量条件是：pH在11．8左右、室温（20±2℃）、吸附时间20-30min。

聚丙烯离子交换纤维研究

利用超声波分散原理将苯乙烯 (St)分散到聚丙烯纤维 (PP)中 ,以过氧化苯甲酰 (BPO)作为引发剂 ,使苯乙烯接枝到PP纤维表面 ,得到PP -g -St纤维 ;然后用浓硫酸将PP -g -St纤维磺化 ,制成强酸型离子交换纤维。研究了反应时间、反应温度等对离子交换纤维的质量摩尔浓度的影响 ,并用红外光谱加以表征。结果表明 :温度90℃下磺化反应 2h ,可得到离子交换质量摩尔浓度为 0 95mmol/g的强酸型离子交换纤维。

基于氯离子侵蚀与冻融试验的聚丙烯纤维水泥基材料耐久性研究

文章通过电通量试验研究聚丙烯纤维水泥基材料的抗氯离子渗透性能,同时通过冻融环境下水泥基材料的抗冻性能试验,以质量损失率、抗折强度以及表面损伤情况为抗冻性能指标,对比研究聚丙烯纤维水泥基材料的抗冻耐久性。试验结果表明聚丙烯纤维水泥基材料具有较优的抗氯离子与抗冻融耐久性,可为聚丙烯纤维水泥基材料的设计和应用提供参考。

聚丙烯腈离子交换纤维的制备

结合可视化技术,研究了聚丙烯腈纤维碱性部分水解时的水解温度和时间对纤维形态和性能的影响。确定了水解温度100℃、水解时间6 h为最佳的水解条件,制得的2种含羧基的弱酸性离子交换纤维具有高交换容量,其中干态纤维交换容量为3.87 mmol/g,湿态纤维交换容量为5.99 mmol/g。

多功能基离子交换纤维的合成及其对贵金属吸附性能研究

以腈纶纤维为原料,经二步反应合成了含多功能基的离子交换纤维。通过元素分析和红外光谱分析给出了合成纤维具有的功能基团,测定了合成纤维对贵金属离子的吸附容量和分配系数,并讨论了动态吸附及回收金、钯、铂离子的影响因素。该纤维对Au ,Pd ,Pt 具有良好的吸附和解吸性能,用于水合成试样中Au ,Pd ,Pt 的分离和富集,获得了满意结果。

制备胺基离子交换纤维的反应条件优化研究

以聚丙烯接枝苯乙烯纤维为原料,采用乙酰化及胺基化两步法反应,制备多胺基离子交换纤维。研究了反应时间和温度、催化剂及乙酰氯用量对乙酰化反应条件的影响。利用正交实验法研究了胺酰摩尔比、胺醛摩尔比、胺酸摩尔比及反应时间对胺化反应影响。所制备的胺基纤维对Cu2+吸附容量可达2.00mmol/g。

聚苯乙烯基离子交换纤维去除铅离子的应用研究

聚苯乙烯基离子交换纤维是一种理想的离子交换材料。它的特殊的物理形态决定它对一些有害气体如铅烟、颗粒铅等具有很好的净化作用，铅烟净化效率可达80％；对水溶液中毒性铅离子去除率可达86％。该纤维可做为治理毒性铅离子的材料。

含胺基、咪唑基的弱碱性离子交换纤维合成研究

介绍了聚丙烯腈(简称PAN)纤维经过水解预处理、胺化、咪化等过程的试验研究,合成一种含胺基、咪唑基,交换容量较大的弱碱性离子交换纤维。重点介绍了预处理、浴比、温度、反应时间等因素对合成的影响,并通过红外光谱图对纤维主要化学功能基的确认,验证了关于反应机理的分析。

PP-St-DVB基强酸离子交换纤维的氯磺酸磺化工艺研究

以二乙烯基苯（DVB）为交联剂,制备聚丙烯（PP）纤维接枝苯乙烯（St）的纤维,以氯磺酸（HSO3Cl）为磺化剂,通过磺化反应制得PP-St-DVB基强酸离子交换纤维,考察了反应温度、反应时间、纤维接枝率及HSO3Cl用量对离子交换纤维交换容量的影响.结果表明：当PP-St-DVB纤维接枝率为130％ ～180％,磺化反应温度为50℃、反应时间为2h,HSO3Cl与接枝纤维中St的摩尔比即HSO3Cl/St摩尔比为1.5,制备的离子交换纤维的交换容量较高,约达3.3 mmol/g,同时可保证纤维的强度;当HSO3Cl/St摩尔比小于等于1.0时,纤维交换容量与HSO3Cl用量呈线性关系,继续增加HSO3Cl用量,纤维交换容量增加变缓;以HSO3Cl为磺化剂,磺化后的纤维可直接放入水中,无需酸液梯度浸洗,磺化液可继续循环使用.

腈纶接枝2-氨基乙磺酸制备新型离子交换纤维

以腈纶(PAN)直接接枝2-氨基乙磺酸(NH2CH2CH2SO3H)制备了新型的含磺酸基离子交换纤维RPFS-I,研究了2-氨基乙磺酸浓度、反应温度、反应时间对反应的影响,采用交换容量、红外光谱和拉断力等对RPFS-I进行了表征.实验结果表明:该方法可将磺酸基成功地引入到PAN纤维上,RPFS-Ⅰ纤维的交换容量达到2.7mmol/g,且机械强度无明显下降.

聚丙烯中空纤维膜/二(2-乙基已基)膦酸体系萃取水溶液中铜离子的研究(英文)

研究了聚丙烯中空纤维膜接触萃取器中二（2-乙基已基）辟酸萃取金属铜离子的工艺条件以及溶剂夹带，分析了原料的PH值、两相流速、有机相初始铜离子浓度以及萃取膜面积对萃取效率的影响，结果表明，两相流速、萃取膜面积对萃取率基本无影响，而水溶液的pH值和有机相初始铜离子浓度的改变使萃取率在40％～99％之间变化。这主要是由于整个萃取过程的传质阻力主要来源于D2EHPA和Cu^2＋的界面配位络合反应阻力，当铜浓度比较高时，传质阻力或传质系数与铜浓度无关，其值基本不变；而当铜浓度降低时，传质阻力随着铜浓度的降低而增大，传质系数则随着铜浓度的降低而减小。

功能性PVA无纺布的研究(III)——含磺酸基的PVA强酸型阳离子交换纤维的合成及其性能

用Fe2^+-H_2O_2引发体系,采用两步法进行苯乙烯与聚乙烯醇无纺布的接枝共聚反应。发现高浓度引发体系引发的接枝共聚反应的起始聚合速率要比低浓度引发体系引发的接枝共聚反应低,但到7h后,前者超过后者。第三组分肼的加入在一定浓度时(0.01%、可以把接枝率提高50%。接棱共聚物PVA-g-PSt和PVA-g-PSt-DVB可用氯磺酸的二氯乙烷稀溶液(2—5%)在30—50℃下进行磺化,制得强酸型阳离子交换纤维。低浓度磷化剂(2%)在30℃短时问(7min)内对低接枝率的产物磺化时,产物交换容量随接枝率上升出现一个峰值,最高交换容量可达7.03meq/g。强酸型阳离子交换纤维对过渡金属离子Cu^(2+),Co^(2+)+Ni(2+)和稀土金属离子La^(3+)有相当高的交换量,列L3^(3+)的交换容量最高可达5.37mcq/g。将H型交换纤维转变为Na型和NH_4型纤维,均能提高与L1_(3+)的交换量,NH_4型纤维与La_(3+)的交换容量高达6.00meqq/g。

硅烷偶联剂改性聚丙烯纤维水泥基复合材料的性能研究

本文使用不同类型(KH550和KH560)和不同浓度(0.5%、1.0%、1.5%和2.0%,质量分数)的SCA对聚丙烯纤维(PPF)进行表面改性,通过无侧限抗压强度试验和抗折试验,研究了SCA改性聚丙烯纤维水泥基复合材料的承压能力,并使用扫描电子显微镜对改性后的聚丙烯纤维水泥基复合材料进行了微观表征。结果表明:KH560改性聚丙烯纤维对水泥基复合材料的流动度影响较大,KH550次之;整体上,SCA浓度越接近1.5%,对聚丙烯纤维水泥基复合材料流动度的影响越大;随着KH550浓度增大,水泥基复合材料孔隙率总体呈降低趋势,随着KH560浓度增大,水泥基复合材料孔隙率呈先下降后上升的趋势,并且浓度为1.5%时孔隙率最小;两种SCA均提高了PPF表面的粗糙度,并能在PPF-SCA-基体界面实现化学键连接;两种SCA对聚丙烯纤维水泥基复合材料抗折强度的影响较小,但能有效提高抗压强度。总体而言,KH550改性效果优于KH560。

聚丙烯纤维增强水泥基复合材料单轴拉伸损伤本构模型研究

聚丙烯纤维增强水泥基复合材料(PP-ECC)是具有良好性能且成本低、应用前景广的延性材料。本文通过单轴拉伸试验,讨论不同纤维掺量对PP-ECC受拉力学性能(初裂应力应变、峰值应力应变、应力-应变关系曲线和弹性模量)的影响。根据单轴拉伸的试验结果,参考现有的工程水泥基复合材料(ECC)损伤本构模型和损伤理论,定义损伤因子,构建PP-ECC抗拉特征的损伤本构模型,并对损伤因子拟合函数进行改进,损伤因子的拟合函数选用了一元六次函数,利用Origin和Matlab程序辅助计算和识别损伤因子函数中的相关参数。经过优化的本构模型与试验结果的一致性更高,模型的精确度有了显著提升。