[发明专利]聚苯胺/改性腈纶纤维吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种新型聚苯胺/改性腈纶纤维吸附剂及其制备方法。

背景技术

聚苯胺因其良好的导电性、环境稳定性、成本低廉及制备方法简单等优点，成为广泛用于金属防腐、导电纤维、电磁屏蔽材料、传感器、药物控制释放、分析检测及环境污染治理等领域的新型绿色环保材料。其中，环境污染治理，尤其是水中重金属污染物及极性有机污染物的治理，是聚苯胺近年来应用研究的热点领域之一。聚苯胺对污染物的去除主要基于其特殊的氧化/还原特性，掺杂/脱掺杂特性，以及其结构中存在的大量苯环胺和醌环亚胺等含氮基团。

然而，将聚苯胺有效用于环境污染治理领域尚待解决其加工、机械性能差及固液分离难的问题。解决该问题最有效的方法是将聚苯胺与其他力学性能高的材料复合，综合各自的优势，制备兼具优良吸附特性及机械性能的新型复合材料。人工合成纤维如腈纶纤维，具有优良的化学稳定性、很好的热弹性以及优良的机械性能，可被用作聚苯胺负载的基体材料制备导电织物和复合吸附剂等。

目前，聚苯胺/纤维复合材料主要采用以下三种方法合成：

一、纺丝法。如专利“聚苯胺/聚酰胺导电纤维及其制备方法”（ZL 01112803.8）采用湿法纺丝技术将聚苯胺、聚酰胺和掺杂剂的浓硫酸共混溶液挤入凝固浴中，经拉伸后制得聚苯胺/聚酰胺导电纤维；专利“聚苯胺/聚丙烯腈复合导电纤维及其制备方法”（ZL 03116654.7）采用湿法纺丝技术将聚苯胺有机磺酸盐、聚丙烯腈和混合溶剂组成的共混溶液压过喷丝头，挤入凝固浴中，经拉伸、水洗后制得聚苯胺/聚丙烯腈复合导电纤维。

二、涂层法。如专利“Preparation of fibers containing intrinsically conducting polymers”（US6228492B1）首先采用纺丝技术制得聚丙烯纤维单丝，然后在单丝完全固化前通过喷射、涂刷、浸渍等方法使单丝和聚苯胺有机酸溶液充分接触，从而制得含有聚苯胺导电涂层的复合纤维。

三、原位聚合法。如专利“聚苯胺导电涤纶纤维的制备方法”（ZL 93116519.9）将涤纶纤维放入苯胺和对甲苯磺酸混合水溶液（A液）中，80 ^oC保温30分钟后挤干，投入到偏钒酸钠和对甲苯磺酸混合水溶液（B液）中反应1小时，制得聚苯胺导电涤纶纤维；文献“Conductive polymers/polyacrylonitrile composite fibers: Fabrication and properties”（Polym. Composite. 2009, 31, 340）将腈纶纤维放入苯胺溶液中进行预先吸附，然后置于氧化剂的质子酸溶液中进行原位聚合反应制得聚苯胺/腈纶复合物；专利“一种制备聚苯胺复合导电织物的新方法”（CN 201010238321.7）对化纤织物进行超声波辅助苯胺浸渍处理，然后置于氧化剂的质子酸溶液中进行原位聚合反应制得导电织物。