[发明专利]一种耐氯碳纤维的制备方法

说明书

本发明提供一种耐氯碳纤维的制备方法，选用传统的哌嗪/均苯三甲酰氯界面聚合制备耐氯性优良的碳纤维，并利用界面活性基团与含羟基的耐氯性优良的高分子膜材料进行反应形成同样具有优良耐氯性能的酯基；由于耐氯性优良的高分子膜材料的引入，在确保碳纤维对次氯酸钠耐受性能的同时，获得对无机盐离子的高截留性能。

技术领域

本发明涉及净水技术领域，具体涉及一种耐氯碳纤维的制备方法。

背景技术

然而这种活性炭滤芯，存在炭粉过滤效果较差的问题，实际使用过程中不得不设置较大体积的滤芯壳体，以填充较多的炭粉，提高过滤效果；另外，长期使用后，由于炭粉的颗粒性特征，必然会存在掉落炭粉和黑水的问题。

碳纤维有很好的抗拉强度和弹性模量，并具有自润搰性，摩擦系数小，耐磨性能好，有很好的热导率。其化学性能与炭相似，耐腐蚀性能比玻璃还好，能耐酸碱，还具有耐油，耐一般放射性照射、吸射气体和减速中子、耐低温等性能。

碳纤维本身用处不大，但能与树脂、金属、陶瓷、碳、玻璃等材料复合，从而改进原有材料的强度、模量、密度、抗疲劳、耐腐蚀等特性，从而可以取代或部分取代某些金属材枓或非金属材料，用于航空、宇宙航行、航海、化工等领域。

民用净水器也常用碳纤维滤芯进行水质过滤。在实际使用过程中，自来水中的活性氯会对碳纤维产生不可逆的破坏，使净水性能迅速下降而无法继续使用。因此，为延长纳滤膜的使用寿命，如果能够制备获得具有耐氯性能碳纤维，则可以有效的减少操作复杂性，降低运行成本；同时由于进水中余氯的存在，可以有效抑制细菌的快速繁殖，避免膜运行过程中的生物污染，不仅利于系统的稳定运行，还可以减少化学清洗次数，进一步降低系统维护费用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种耐氯碳纤维的制备方法，本发明价将碳纤维进行官能团活化预处理，进一步与含有羟基的耐氯性能优良的高分子膜材料反应，以化学键的方式引入更为致密的分离层，从而同时实现高游离氯耐受性能。

一种耐氯碳纤维的制备方法，包括如下步骤：

1)碳纤维预处理：将碳纤维无纺布用清水冲洗一遍，然后放进次氯酸电解槽中，通电电解产生大量次氯酸，同时加热到80～150℃，轻轻搅拌，对所述碳纤维无纺布进行氧化处理，氧化处理3～5小时后，取出，用去离子水冲洗，以去除残留的次氯酸及其他氧化产物，当清洗液PH≥6.5时，完成预处理；

2)预处理后的碳纤先后与含哌嗪的水相溶液、含均苯三甲酰氯的有机相溶液、含羟基的耐氯性优良的高分子水溶液接触，并进行热处理而制备得到。

进一步地，所述碳纤维无纺布为80～300g/m2梳理型碳纤维无纺布。

进一步地，所述碳纤维预处理步骤中的所述次氯酸为15％次氯酸溶液。

进一步地，所述的含羟基的耐氯性能优良的高分子膜材料为聚乙烯醇、海藻酸钠、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、木质素磺酸钠等中的一种或多种。所述的含羟基的耐氯性能优良的高分子水溶液质量浓度为0.01％～5.0％。

进一步地，所述的含哌嗪的水相溶液的浓度为0.5wt％，在聚砜微孔底膜浸入之后，用橡胶辊去除表面多余的溶液。

进一步地，所述含均苯三甲酰氯的有机相溶液的浓度为0.2wt％，经过与含哌嗪的水相溶液接触后的聚砜微孔底膜接触40秒，再用橡胶辊去除表面多余的溶液。

进一步地，所述的含羟基的耐氯性能优良的高分子水溶液质量浓度为1.0％～1.5％，且与聚砜微孔底膜接触的时间为1分钟，然后在80℃的烘箱中热处理5分钟。