[发明专利]一种弱酸性阳离子交换纤维及其织物的制备方法

说明书

一.技术领域：

本发明涉及一种功能纤维材料的制备方法，特别是涉及一种离子交换纤维及其织物的制备方法。

二.背景技术：

离子交换纤维是一类新型吸附与分离功能纤维材料，它的工业制备及在不同领域的应用是当今发展迅猛的高新技术之一。与颗粒状离子交换剂相比，离子交换纤维材料具有以下特点：(1)有效比表面积大；(2)交换速度快；(3)能以纱、线、针织布、无纺布等多种织物形式使用；(4)能在日常环境条件下对酸、碱各种极性气体进行吸附滤除；(5)可应用于电镀、冶金废水中贵、重金属离子的富积与滤除。

目前日本、前苏联等国已研制出多种新型离子交换和螯合纤维材料并在工业生产中得到应用。国内自七十年代开始离子交换纤维材料的研究与应用工作，并已工业化生产了强酸、强碱、弱酸、弱碱性离子交换纤维。国内外都曾以腈纶纤维为原料，采用双端基化合物在氢氧化钠溶液中反应的方法制得阳离子交换纤维，但由于腈纶纤维中的腈基水解程度不易控制，所得离子交换纤维材料的机械和成型性能不能达到实际应用要求。国内也有采用无机活性炭与丙烯腈——偏氯乙烯共聚体共混，以二甲基甲酰胺为溶剂纺丝制备腈氯纶吸附纤维，然后用水合肼控制预交联，再通过碱性水解制得羧酸钠型离子交换吸附纤维。上述方法仍存在着工艺较复杂、原材料消耗量较大、生产成本较高等问题，影响了其推广应用。

已授权专利号为200410060275.0的“离子交换纤维及其织物的制备方法”的发明专利，是采用腈纶纤维与一定浓度的水合肼溶液在一定温度下先进行预交联反应，再在碱性条件下或酸性条件下水解来进行制备离子交换纤维及其织物。采用这种方法得到的功能纤维材料其物理化学性能有了较大提高，但由于上述工艺反应需先进行预交联反应，然后进行水解反应，成本较高。本发明是在此专利技术的基础上，通过大量实验将原材料和工艺过程均进行了实质性的改进和优化而总结出来的。

三.发明内容：

本发明的目的是克服目前制备离子交换纤维的方法中存在的工艺复杂、原材料消耗量大、生产成本较高等问题，提供一种工艺简单、生产成本较低的弱酸性阳离子交换纤维及其织物的制备方法。

本发明的技术方案是：

一种弱酸性阳离子交换纤维的制备方法，采用腈氯纶纤维在碱性或酸性溶液中进行水解反应，水解时在压力为0.0-0.4MPa的常压或密闭反应器内进行；碱性水解时碱性溶液的浓度为1-40％，反应温度为80-140℃；酸性水解时酸性溶液的浓度为5-50％，反应温度为80-140℃；碱性或酸性水解反应的时间为1-10小时。

所述的弱酸性阳离子交换纤维的制备方法，水解时压力为0.0-0.3MPa；碱性水解时碱性溶液的浓度为1-20％，反应温度为90-130℃；酸性水解时酸性溶液的浓度为20-40％，反应温度为90-130℃；碱性或酸性水解反应的时间为1-8小时。

所述的弱酸性阳离子交换纤维的制备方法，水解时压力为0.0-0.2MPa；碱性水解时碱性溶液的浓度为1-10％，反应温度为100-120℃；酸性水解时酸性溶液的浓度为20-30％，反应温度为100-120℃；碱性或酸性水解反应的时间为1-4小时。

碱性水解时的碱性溶液为强碱溶液，或为弱碱溶液，或为强碱弱酸盐溶液；酸性水解时的酸性溶液为强酸或中强酸溶液。

所述的强碱或弱碱溶液为氢氧化钠溶液，或为氢氧化钾溶液，或为氢氧化锂溶液，或为氨水溶液中的任一种；所述的强碱弱酸盐溶液为碳酸钠溶液，或为碳酸钾溶液；所述的强酸或中强酸溶液为硫酸溶液，或为硝酸溶液，或为盐酸溶液，或为磷酸溶液中的任一种。

一种弱酸性阳离子交换纤维织物的制备方法，采用腈氯纶纤维在碱性或酸性溶液中进行水解反应，水解时在压力为0.0-0.4MPa的常压或密闭反应器内进行的；碱性水解时碱性溶液的浓度为1-40％，反应温度为80-140℃；酸性水解时酸性溶液的浓度为5-50％，反应温度为80-140℃；碱性或酸性水解反应的时间为1-10小时。

所述的弱酸性阳离子交换纤维织物的制备方法，水解时压力为0.0-0.3MPa；碱性水解时碱性溶液的浓度为1-20％，反应温度为90-130℃；酸性水解时酸性溶液的浓度为20-40％，反应温度为90-130℃；碱性或酸性水解反应的时间为1-8小时。

水解时压力为0.0-0.2MPa；碱性水解时碱性溶液的浓度为1-10％，反应温度为100-120℃；酸性水解时酸性溶液的浓度为20-30％，反应温度为100-120℃；碱性或酸性水解反应的时间为1-4小时。