[发明专利]载活性炭聚苯硫醚多孔纤维及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种载活性炭聚苯硫醚多孔纤维及其制备方法和应用，多孔纤维的制备方法包括：将熔融共混挤出的聚苯硫醚树脂、致孔剂和纳米活性炭三元共混树脂通过熔融纺丝机进行纺丝，再依次进行热拉伸和热定型；然后溶解去除纤维中的致孔剂后，得到内部具有连续贯通的孔洞结构的多孔纤维，其孔洞中以及四周负载有纳米活性炭。通过将具有连续通孔结构聚苯硫醚多孔纤维作为载体，将纳米活性炭选择性分布在纤维的大孔内部，使活性炭得到有效固定，同时解决了活性炭被基体树脂包埋的问题。且该多孔纤维具有优异的吸附性能，同时耐酸、耐碱、耐有机溶剂，还具有优异的阻燃性能，可在生化防护服、消防防护服、废水处理、有毒气体吸附等领域广泛应用。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体而言，涉及一种载活性炭聚苯硫醚多孔纤维及其制备方法和应用。

背景技术

活性炭是含有大量微孔(孔径＜2nm)的多孔碳吸附剂，有基于石墨微晶和少量灰分的无定形结构碳组成。活性炭的比表面积可达500～3000m²/g，具有高度发达的孔隙结构，具有很强的吸附性能，能有效吸附液体中的重金属成分、各种矿物质和盐类、有机物、氯化物等，并能够吸附气体中的醛类、一氧化碳那、硫化氢、氨、苯等有毒成分。活性炭还具有良好的物理性能和化学稳定性，耐酸碱腐蚀、耐热、不溶于水和有机溶剂，而且活性炭原料充足、可循环再生。因此，在环保、制造业、医药、防护等领域具有广泛的应用。但活性炭常以粉末或颗粒形式存在，在使用时不能自支撑、容易沉降散失、难以固定，因此容易造成二次污染。作为颗粒活性炭和粉末活性炭之后的第三代活性炭产品，活性炭纤维虽然在一定程度上弥补了上述缺点，但其制造工艺复杂、制造成本高，且力学性能较差，难于推广应用。

将纳米活性炭负载固定在聚合物载体是解决上述问题的可行的方法。如中国专利CN106861358公开了含活性炭腈氯纶吸附纤维去除室内甲醛方法，将活性炭粉末混入丙烯腈-偏氯乙烯原液中，通过纺丝的方法将其固定于腈氯纶纤维载体上，解决了活性炭不易固定成型的难题。

因此，现有技术的方法克服了纳米活性炭不能自支撑、容易沉降流失、难以固定成型的缺点，扩大了活性炭的使用范围。但是这种方法制备的载炭纤维，绝大部分活性炭被基体材料包埋，极大削弱了活性炭的吸附作用。并且普遍存在耐有机溶剂差、酸碱腐蚀性差等缺点，限制了载活性炭纤维在吸附有机毒性气体、酸碱废液处理等领域的应用。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种载活性炭聚苯硫醚多孔纤维及其制备方法和应用，以改善现有载活性炭纤维中大部分活性炭被基体包埋，吸附效果较差的问题；同时改善现有载活性炭纤维力学性能差、耐有机溶剂差、耐酸碱腐蚀性差等问题。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供了一种载活性炭聚苯硫醚多孔纤维，其包括聚苯硫醚载体，所述聚苯硫醚载体具有贯通的多孔结构，所述多孔结构的孔内部以及四周负载有纳米活性炭。

第二方面，本发明还提供了一种载活性炭聚苯硫醚多孔纤维的制备方法，其包括：将熔融共混挤出的三元共混树脂通过熔融纺丝机进行纺丝，以获得三元共混初生纤维，其中，三元共混树脂是由聚苯硫醚树脂、致孔剂和纳米活性炭熔融共混挤出；将所述三元共混初生纤维依次进行热拉伸和热定型，得到三元共混纤维；溶解去除所述三元共混纤维中的致孔剂后，得到所述载活性炭聚苯硫醚多孔纤维。

本发明还提供了上述载活性炭聚苯硫醚多孔纤维在废气、废水处理或制备防护服上的应用。

本发明的技术方案具有以下有益效果：通过将具有连续通孔结构聚苯硫醚多孔纤维作为载体，巧妙地将纳米活性炭选择性分布在纤维的大孔内部，使得活性炭粉末得到有效固定，同时解决了活性炭被基体树脂包埋的问题。并且该载活性炭聚苯硫醚多孔纤维具有优异的吸附性能，同时耐酸、耐碱、耐有机溶剂，还具有优异的阻燃性能，可在生化防护服、消防防护服、废水处理、有毒气体吸附等领域广泛应用。

附图说明