聚丙烯基弱酸性阳离子交换纤维的制备及应用研究

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文档主要内容

聚丙烯基弱酸性阳离子交换纤维的制备及应用研究属于研究论文类型，主要面向材料科学、高分子化学、环境工程等领域的科研人员、研究生以及从事离子交换纤维开发的技术人员。该文档详细阐述了利用辐射接枝技术将丙烯酸接枝到聚丙烯非织造布上，从而制备弱酸性阳离子交换纤维的方法，并系统分析了影响接枝率的关键因素，同时给出了纤维的理化性能与重金属吸附能力数据，为开发高效、低成本的重金属离子吸附材料提供了实验依据和理论参考。

研究采用两种辐射接枝方法：预辐射技术和共辐射技术，均使用钴-60伽马射线源。在共辐射技术中，将聚丙烯非织造布浸入丙烯酸水溶液并添加0.2%的莫尔盐作为抑制剂，在惰性气氛下进行接枝。实验表明，接枝率随总辐射剂量和单体浓度的增加而显著提高，且向反应体系中加入少量硫酸可大幅加速接枝进程。对于预辐射技术，当总预辐射剂量为80kGy、浴比为1:200时，接枝率达到最大值；但预辐射后的储存时间对接枝率有负面影响，储存超过七天接枝率几乎降为零。

通过傅里叶变换红外光谱和扫描电镜分析，证实羧基已成功引入聚丙烯纤维表面。差示扫描量热法和广角X射线衍射图谱显示，过量接枝丙烯酸会导致聚丙烯基体的晶粒尺寸增大。在性能测试中，当接枝率为162.25%时，纤维的水吸收率达到324.49%；离子交换容量为3.7mmol/g，对三价铬离子的吸附容量为1.04mmol/g。这些数据表明该纤维具备良好的亲水性和重金属离子吸附能力。

该研究解决了传统离子交换纤维制备工艺复杂、成本较高的问题，提供了一种通过辐射接枝简便改性聚丙烯非织造布的方法。所得弱酸性阳离子交换纤维可用于工业废水处理、重金属回收等领域，尤其对三价铬离子的吸附具有实际应用价值。文档内容完整，数据详实，为后续优化接枝工艺和拓展应用场景奠定了坚实基础。