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離子交換纖維（IEF）的研究始于 20世紀(jì) 50年代，它是一種纖維狀離子交換材料，本身含有固定離子以及和固定離子符號相反的活動離子，當(dāng)與能解離化合物的溶液接觸時，活動離子即可與溶液中相同符號的離子進(jìn)行交換，故稱離子交換纖維。離子交換纖維主要分為 5 類：強(qiáng)酸性陽離子交換纖維、弱酸性陽離子交換纖維、強(qiáng)堿性陰離子交換纖維、弱堿性陰離子交換纖維和兩性離子交換纖維，廣義上還包括螯合纖維。

離子交換纖維和顆粒狀離子交換劑相比有以下特點(diǎn)：

（1）幾何外形不同，一般顆粒狀的直徑為 0.3 ～ 1.2 mm，而纖維狀的直徑一般為 10 ～ 50 μm，近幾年已開發(fā)出了直徑小于 1 μm 的纖維；（2）具有較大的比表面積，交換與洗脫速度均較快；（3）可以多種形式應(yīng)用，如纖維、短纖維、織物、非織造布、氈、網(wǎng)等，因此可用于各種方式的離子交換過程；（4）可以深度凈化、吸附微量物質(zhì)；（5）可吸附、分離有機(jī)大分子化合物。

離子交換纖維的發(fā)展已有幾十年，尤其是近 20 年來發(fā)展很快，發(fā)表的文章、專利很多。目前國際上以白俄羅斯、俄羅斯、日本等國較成熟，已有相關(guān)產(chǎn)品面市。我國在該領(lǐng)域的研究單位包括鄭州大學(xué)、天津工業(yè)大學(xué)、北京理工大學(xué)、中山大學(xué)、北京服裝學(xué)院等，一些單位已有研制品或批量工業(yè)制品。

1 離子交換纖維的制備

離子交換纖維的制備主要以化纖為基體經(jīng)接枝聚合、大分子化學(xué)轉(zhuǎn)換法實(shí)現(xiàn)，所用化纖主要是聚烯烴、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚氯乙烯、氯乙烯 － 丙烯腈共聚物等的纖維，也有采用聚合物共混紡絲再功能化的。

1.1 高聚物化學(xué)轉(zhuǎn)換法

以聚乙烯醇纖維為基體制備強(qiáng)酸性陽離子交換纖維和強(qiáng)堿性陰離子交換纖維，是將聚乙烯醇纖維進(jìn)行氯代乙縮醛反應(yīng)，使縮醛度達(dá) 47% ～ 50%。用硫化鈉使纖維大分子交聯(lián)，再進(jìn)一步與亞硫酸鈉反應(yīng)，制得強(qiáng)酸性陽離子交換纖維。經(jīng)縮醛化并交聯(lián)的纖維和叔胺反應(yīng)可制得強(qiáng)堿性陰離子交換纖維。以聚乙烯醇纖維為基體也可先經(jīng)過半碳化反應(yīng)，使大分子上的羥基進(jìn)行部分脫水反應(yīng)，然后再與濃硫酸反應(yīng)制得強(qiáng)酸性陽離子交換纖維。而半碳化的纖維和環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)，再與叔胺反應(yīng)，可制得強(qiáng)堿性陰離子交換纖維。

商品化聚丙烯腈纖維分子中主要含腈基，也含少量羧基、酯基，以其為基體可制取離子交換纖維。以二乙烯三胺或硫酸肼為交聯(lián)劑，經(jīng)水解反應(yīng)可制得弱酸性陽離子交換纖維，交換量可達(dá) 3 ～ 7 mmol/g，也可調(diào)整反應(yīng)條件制備同時含羧基和胺基的陰、陽兩性離子交換纖維。