離子交換纖維

離子交換纖維纖維狀離子交換材料01材料簡(jiǎn)介材料性能發(fā)展歷程制備方法目錄030204基本信息離子交換纖維跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，纖維上的離子能跟溶液里的離子作有選擇性的交換。它分陽(yáng)離子交換纖維、陰離子交換纖維和兩性離子交換纖維。此外，離子交換纖維還有一定的強(qiáng)度、耐化學(xué)腐蝕等性能。它多用于鋼鐵、化工、輕工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)廢酸、廢堿、廢液和廢氣的回收、凈化處理。它廣泛用于海水淡化、工業(yè)用軟水的制備、無(wú)離子純水的生產(chǎn)以及制鹽工業(yè)。離子交換纖維，可用于吸附重金屬及色素且比表面大、離子交換速度快，易再生，對(duì)難處理的活性染料廢水有很好的脫色效果。材料簡(jiǎn)介材料簡(jiǎn)介離子交換纖維（IonExchangeFiber，簡(jiǎn)稱IEF）是一種纖維狀離子交換材料，離子交換纖維作為新型功能高分子材料，具有獨(dú)特的化學(xué)及物理吸附和分離功能，在一些相關(guān)領(lǐng)域有著不可代替的作用，在環(huán)境保護(hù)、資源回收再生、醫(yī)藥、化工、冶金等方面都有廣闊的應(yīng)用前景。離子交換纖維主要分為四類(lèi)：強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換纖維、弱酸性陽(yáng)離子交換纖維、強(qiáng)堿性陰離子交換纖維、弱堿性陰離子交換纖維

。發(fā)展歷程發(fā)展歷程早期的離子交換纖維是以纖維素為基體制備的，也稱離子交換纖維素，其產(chǎn)品主要是粉狀物。五十年代，隨著化學(xué)纖維的發(fā)展，開(kāi)始出現(xiàn)以化纖為基體制備的離子交換纖維。70—80年代，是離子交換纖維發(fā)展較快的時(shí)期，各國(guó)發(fā)表的論文、專(zhuān)利逐漸增多，其中，俄羅斯、自俄羅斯、日本的技術(shù)較為成熟，并有商品出售，應(yīng)用于勞保、環(huán)保、水處理等方面．迄今，用做離子交換纖維的化纖基體主要有聚烯烴、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚氯乙烯、氯乙烯一丙烯腈共聚物等纖維，也有用天然纖維或其它化纖為基體的。離子交換纖維技術(shù)2004年9月上旬在北京理工大學(xué)獲得突破，填補(bǔ)了此領(lǐng)域內(nèi)的國(guó)內(nèi)空白。目前有課題組已掌握了這一項(xiàng)目的核心技術(shù)，獲得兩項(xiàng)中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利，另外申報(bào)的兩項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利已經(jīng)被國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局受理。兩個(gè)子課題——離子交換纖維制備及在蔗糖糖漿脫色中的應(yīng)用項(xiàng)目，以及20t/a離子交換纖維生產(chǎn)工藝（中試）技術(shù)項(xiàng)目，均已通過(guò)廣西壯族自治區(qū)科技廳組織的成果鑒定，總體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，并在其應(yīng)用研究方面填補(bǔ)國(guó)內(nèi)外空白。該項(xiàng)目已建成20t/a離子交換纖維工業(yè)化生產(chǎn)裝置，批量生產(chǎn)出合格產(chǎn)品，使我國(guó)成為繼俄羅斯、日本之后，國(guó)際上少數(shù)幾個(gè)掌握離子交換纖維工業(yè)化生產(chǎn)核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)離子交換纖維產(chǎn)業(yè)化的國(guó)家之一。離子交換纖維被國(guó)際科學(xué)界、產(chǎn)業(yè)界稱為21世紀(jì)功能材料。發(fā)展高效的離子交換纖維及其應(yīng)用技術(shù)是當(dāng)前功能材料科學(xué)發(fā)展的前沿課題，一直是全球分離材料研發(fā)領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。材料性能材料性能酸堿特性目前為止，已有不少關(guān)于測(cè)定離子交換纖維的表觀酸堿特性的文獻(xiàn)見(jiàn)諸于世，它密切了凝結(jié)作用與吸附作用等界面反應(yīng)，是水化固體的重要特性之一，電位滴定法是測(cè)定纖維酸堿性的一個(gè)重要方法?；瘜W(xué)穩(wěn)定性離子交換纖維的化學(xué)穩(wěn)定性，是指纖維在化學(xué)因素作用下保持原有物理化學(xué)性質(zhì)的能力，由骨架聚合物和功能基團(tuán)共同決定。離子交換纖維應(yīng)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，例如，在各種酸（如HCl、H2SO4）、堿（如NaOH、Na2CO3、NH4OH）、氧化性物質(zhì)（如H2O2、K2Cr2O7、KMnO4）等中應(yīng)保持有一定的穩(wěn)定性。機(jī)械性能離子交換纖維的機(jī)械強(qiáng)度取決于它的制備工藝、化學(xué)功能基團(tuán)數(shù)量以及狀結(jié)構(gòu)密度。由于制備過(guò)程中，伴隨著多步化學(xué)反應(yīng)，原纖維骨架會(huì)發(fā)生不同程度的鏈間交聯(lián)、支鏈化以及取向和晶體結(jié)構(gòu)的破壞，所以一般情況下離子交換纖維的機(jī)械強(qiáng)度明顯低于原化學(xué)合成纖維的強(qiáng)度，但適當(dāng)強(qiáng)度足以滿足一般加工過(guò)程的使用要求?？傊?，在循環(huán)使用過(guò)程中離子交換纖維的機(jī)械性能與交換容量應(yīng)基本保持不變，才能使工藝過(guò)程穩(wěn)定。制備方法制備方法離子交換纖維的制備方法主要包括單體共聚法、聚合物混合成纖法、化學(xué)改性法、高聚物接枝單體法。單體共聚法單體共聚法，是將具有或能轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子交換基團(tuán)的單體與能成纖的單體直接進(jìn)行共聚，再紡成纖維。采用此法制備的離子交換纖維，其分子鏈上的功能基不但分布均勻，且含量較高。但由于在共聚反應(yīng)過(guò)程中需對(duì)含功能基的單體加以保護(hù)，并且這類(lèi)單體的價(jià)格昂貴，因此該制備方法的應(yīng)用受到一定的限制。聚合物混合成纖法聚合物混合成纖法，有兩種途徑：一種是將離子交換劑分散到紡絲液中，形成纖維后，經(jīng)過(guò)處理制得離子交換纖維；另一種是將兩種高聚物共混或復(fù)合紡絲后，經(jīng)過(guò)處理制成離子交換纖維，目前這種方法發(fā)展較快?；瘜W(xué)改性法高聚物化學(xué)改性法，是對(duì)纖維中具備的可能進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的基團(tuán)進(jìn)行化學(xué)上處理，使其部分發(fā)生轉(zhuǎn)化而引入離子交換