[发明专利]一种PP基阳离子交换纤维材料及其制备方法

说明书

该发明涉及一种PP基阳离子交换纤维材料，包括以下原料组分：磺化改性多孔PP短纤维、乙酸酐、乙酸、甲酸酐、甲酸，磺化改性多孔PP短纤维由改性多孔PP短纤维、氯磺酸、磺酰氯和硫酸镁反应制得，改性多孔PP短纤维由多孔PP短纤维、乙醇钠乙醇溶液、氢氧化钠水溶液和双氧水反应制得，多孔PP短纤维由聚丙烯、尿素、碳酸氢镁、丁二酸酐和邻苯二甲酸酐反应制得。该发明具有优异的离子交换性能。

技术领域

该发明涉及一种PP基阳离子交换纤维材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯为合成类热塑性树脂。聚丙烯具有优异的低密度、高透明性、耐磨、耐有机材料腐蚀等优势。聚丙烯被广泛应用于屏幕保护膜、餐盒、包装袋、汽车保险杠、给排水管道、电线电缆管线、日用品、吊绳等领域。

目前，聚丙烯材料在离子交换性能需要进一步提升。该发明采用磺化改性多孔PP短纤维、乙酸酐、乙酸、甲酸酐、甲酸制备了PP基阳离子交换纤维材料，该方法制备的PP基阳离子交换纤维材料具有优异的离子交换性能。

发明内容

该发明的目的在于提供一种PP基阳离子交换纤维材料的制备方法，该方法通过改变反应物原料和工艺方式，制备的材料具有优异的离子交换性能。

为了实现上述目的，该发明的技术方案如下。

一种PP基阳离子交换纤维材料及其制备方法，具体包括以下步骤：(1)、将聚丙烯、尿素、碳酸氢镁、丁二酸酐和邻苯二甲酸酐按照质量份数比为50：13～26：8～16：19～28：16～27加入到高速混合机中，混合速度为200～300r/min，维持体系温度195～206 ℃条件下反应3min，通过纺丝工艺，得到多孔PP短纤维；(2)、将质量份数比为60的多孔PP短纤维放置在质量份数比为65～80的乙醇钠乙醇溶液超声震荡洗涤5min后，过滤，产物放置在质量份数比为47～63的氢氧化钠水溶液中超声震荡洗涤10min，过滤，产物放置在质量份数比为25～37的双氧水中超声震荡洗涤15min，过滤，产物经500mL水洗涤2次、500mL乙醇洗涤3次，于55℃、-0.07MPa真空干燥10min，得到改性多孔PP短纤维；(3)、将改性多孔PP短纤维、氯磺酸、磺酰氯和硫酸镁按照质量份数比100：57～72：43～50：18～25加入到水热反应釜中，维持体系温度142～158 ℃条件下反应1～3h，产物经过滤、500mL水洗涤2次、500mL乙醇洗涤3次，于58℃、-0.07MPa真空干燥6min，即得到磺化改性多孔PP短纤维；(4)、将磺化改性多孔PP短纤维、乙酸酐、乙酸、甲酸酐、甲酸按照质量份数比100：46～51：25～31：23～34：14～25加入到水热反应釜中，维持体系温度151～157 ℃条件下反应2～5h，产物经过滤、500mL水洗涤2次、500mL乙醇洗涤3次，于59℃、-0.05MPa真空干燥16min，即得到PP基阳离子交换纤维材料。

该发明所述的PP基阳离子交换纤维材料的制备方法，包括下列步骤：

(1)、将聚丙烯、尿素、碳酸氢镁、丁二酸酐和邻苯二甲酸酐按照质量份数比为50：13～26：8～16：19～28：16～27加入到高速混合机中，混合速度为200～300r/min，维持体系温度195～206 ℃条件下反应3min，通过纺丝工艺，得到多孔PP短纤维；所述的尿素和碳酸氢镁的目的为了提高聚丙烯纤维的孔隙率。

(2)、将质量份数比为60的多孔PP短纤维放置在质量份数比为65～80的乙醇钠乙醇溶液超声震荡洗涤5min后，过滤，产物放置在质量份数比为47～63的氢氧化钠水溶液中超声震荡洗涤10min，过滤，产物放置在质量份数比为25～37的双氧水中超声震荡洗涤15min，过滤，产物经500mL水洗涤2次、500mL乙醇洗涤3次，于55℃、-0.07MPa真空干燥10min，得到改性多孔PP短纤维；所述的乙醇钠乙醇溶液、氢氧化钠水溶液和双氧水的目的为了提高聚丙烯纤维的化学反应活性。