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本论文采用在玻璃纤维表面包覆聚合物的方法,在玻璃纤维表面包覆苯乙烯-二乙烯苯共聚物,然后将该包覆纤维通过磺化反应,制备出阳离子交换纤维。研究了偶联剂用量、预聚液反应时间、二乙烯苯质量分数对包覆效果的影响;并采用红外光谱仪、偏光显微镜和热失重分析仪对其表面结构进行了表征;研究了溶胀剂、二乙烯苯质量分数、磺化反应时间、反应温度、反应液固比,对离子交换容量的影响;采用红外光谱仪、金相显微镜和热失重分析仪对其表面结构进行了表征;以Ca<2+>,(UO<,2>)<2+>为对象,分析了吸附温度和振荡时间对该阳离子纤维吸附性能的影响。实验结果表明:
(1)偶联剂的使用有助于改善玻璃纤维与聚合物的相容性。在改性玻璃纤维过程中,以浓度1.5%的偶联剂溶液处理比较合适。此时,纤维的聚合物增重率可以达到59%左右,包覆效果明显。
(2)包覆纤维的包覆率与预聚液反应时间、二乙烯苯质量分数密切相关。延长反应时间,增加二乙烯苯用量都可提升聚合物的包覆率。
(3)该阳离子交换纤维的交换容量与溶胀剂、二乙烯苯质量分数、磺化反应时间、反应温度、反应液固比密切相关。经过大量的实验表明,制备该纤维的最佳反应条件是:苯乙烯/二乙烯苯(质量比)为95/5、反应温度100℃、反应时间12h、液固比为1:4,可制得的离子交换容量为4.10mmol/(g树脂)的阳离子交换纤维。 (4)通过静态吸附实验及对比实验,研究了阳离子交换纤维在水溶液中对金属阳离子的吸附脱除性能。并对吸附温度、振荡时间对离子交换纤维的吸附性能的影响进行了研究。研究表明:延长振荡时间、提高吸附温度,可以提高纤维的吸附效率。