一种两性离子交换纤维及其制备方法和应用与流程

技术特征：
1.一种两性离子交换纤维，其特征在于，所述两性离子交换纤维是在主体材料上通过高能射线辐照使其产生自由基，进一步接枝含胺基的乙烯基单体和含羧基的乙烯基单体，使主体材料上同时携带有胺基和羧基官能团，具备两性离子交换功能；其中，所述主体材料为聚烯烃纤维，其选自聚乙烯纤维、聚丙烯纤维或具有皮芯结构的聚乙烯/聚丙烯复合纤维，所述皮芯结构的聚乙烯/聚丙烯复合纤维中，其皮层为聚乙烯，芯层为聚丙烯，所述聚烯烃纤维的细度为0.5-2.0d，长度为3-6mm。2.根据权利要求1所述的一种两性离子交换纤维，其特征在于，所述含胺基官能团的乙烯基单体为马来酰多乙烯多胺，其包括但不限于马来酰四乙烯五胺、马来酰三乙烯四胺、马来酰二乙烯三胺中的一种或多种的混合物。3.根据权利要求2所述的一种两性离子交换纤维，其特征在于，所述马来酰多乙烯多胺按照如下步骤制备：分别称取多乙烯多胺类化合物和马来酸酐，将称量好的多乙烯多胺加入带有夹层和搅拌的搪瓷反应釜中，在夹层中通冷却水，启动搅拌，缓慢加入马来酸酐，控制加料速度，控制釜内物料温度30-70℃，加完马来酸酐后，继续搅拌使温度下降至10-50℃，关闭冷却水，出料，制得马来酰多乙烯多胺。其中，多乙烯多胺类化合物和马来酸酐物质的量相等。4.根据权利要求1所述的一种两性离子交换纤维，其特征在于，所述含羧基的乙烯基单体包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、马来酸酐。5.一种权利要求1-4任一项所述的两性离子交换纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤；(1)将聚烯烃纤维干燥至恒重后，于真空环境中进行高能射线辐照，得到预辐射处理后的聚烯烃纤维；(2)将含胺基的乙烯基单体、含羧基的乙烯基单体共同与去离子水混合均匀，配制成接枝液；(3)将步骤(1)预辐照处理后的聚烯烃纤维装入聚乙烯塑料袋中，然后加入步骤(2)配置的接枝液，使接枝液在聚烯烃纤维中均匀渗透，然后将塑料袋抽真空密封，并将其置入恒温水浴中，加热进行接枝共聚反应，得到中间物；(4)将步骤(3)的中间物经洗涤、烘干，得到两性离子交换纤维。6.根据权利要求5所述的一种两性离子交换纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中高能射线辐照的条件为：辐射的吸收剂量为20-50kgy；所述高能射线选自γ射线或高能电子束。7.根据权利要求5所述的一种两性离子交换纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中原料的质量百分比为：含胺基的乙烯基单体13-40％、含羧基的乙烯基单体10-15％、去离子水45-77％，各原料的质量百分比之和为100％。8.根据权利要求5所述的一种两性离子交换纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中接枝液与聚烯烃纤维的质量比为2.5-3.5：1。9.根据权利要求5所述的一种两性离子交换纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中接枝共聚反应的条件为：反应温度为60-90℃，反应时间为6-12h。10.一种权利要求1所述的两性离子交换纤维在制备吸附分离材料中的应用。

技术总结
本发明涉及环保材料技术领域，具体涉及一种两性离子交换纤维及其制备方法和应用，两性离子交换纤维是在主体材料上通过高能射线辐照使其产生自由基，进一步接枝含胺基的乙烯基单体和含羧基的乙烯基单体，使主体材料上同时携带有胺基和羧基的官能团，具备两性离子交换功能；主体材料为聚烯烃纤维，聚烯烃纤维选自聚乙烯纤维、聚丙烯纤维或具有皮芯结构的聚乙烯/聚丙烯复合纤维。本发明制得的两性离子交换纤维含有能够与阴离子相结合的胺基和与阳离子相结合的羧基，且本发明的方法具有工艺先进、单体利用率高、能耗低、无污染的特点。所制备的两性离子交换纤维可被广泛应用于个体呼吸性防护、环境保护、气体净化、生物化工等吸附分离材料领域。分离材料领域。


技术研发人员：束兴娟 崔国士 崔攀 赵红英 樊茹 任园园
受保护的技术使用者：河南科高辐射化工科技有限公司
技术研发日：2022.11.22
技术公布日：2023/3/10