聚酰亚胺纤维的表面氟化处理
日期：2019-02-20 11:42
聚酰亚胺纤维虽然能以其优异的耐热性能和良好的耐化学性能而成为高温过滤领域最重要的纤维品种之一,但由于作为工厂尾气过滤体系的纤维不仅需要耐高温,而且需要在强腐蚀等条件下工作,如火力发电厂尾气中含有可生成硫酸的三氧化硫等气体,因而要求用于空气过滤器中的纤维还要耐酸蚀。采用聚酰亚胺纤维制备的过滤袋一般使用寿命只有2年左右,而采用聚四氟乙烯纤维制备的过滤袋的使用寿命一般大于5年。因此,聚酰亚胺纤维的耐硫酸性还有待进一步提高。
四川大学刘向阳等公开了一种采用直接氟化技术制备高耐酸聚酰亚胺纤维的方法。该方法是先将聚酰亚胺纤维置于反应器中,然后在情性气体氛围下,向反应器中充入氟气与惰性气体的混合气,在一定温度下对其表面进行氟化处理,即获得表面含有碳-氟共价键结构的聚酰亚胺纤维。聚酰亚胺纤维的氟化程度可以通过调节氟气的压力、氟化温度和时间来控制。
图5-8 表面含氟高耐酸聚酰亚胺纤维的红外光谱图
(a)透射红外光谱图 (b)全反射衰减红外光谱图
所制得的含氟高耐酸聚酰亚胺纤维的透射红外光谱图(图5-8(a)在1780cm-1、1720cm-1、1380cm-附近有聚酰亚胺的特征吸收峰,全反射衰减红外光谱图(图5-8(b)在波数为100-1300m有碳一氟共价键的吸收峰。X射线光电子能谱图在688eV附近有F元素能谱峰。纤维在浓度为20%(质量分数)硫酸水溶液中浸泡处理240h后测试拉伸强度保持率,未氟化聚酰亚胺纤维只有76%,而氟化聚酰亚胺纤维为94%~98%,耐酸性明显提高。同时,氟化聚酰亚胺纤维保持了优异的耐高温性能和力学性能,可以作为高端的过滤材料使用。这种方法的氟化速率高、处理时间短,可实现连续在线对纤维进行表面处理。
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