(57)【要約】本発明は、ポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の調製方法ならびにこの方法により調製された繊維を開示する。この調製方法は、以下のステップを含む：まず、原材料であるポリフェニレンサルファイド繊維を溶剤中で膨潤させ、膨潤後、原材料であるクロロメチルエーテルおよび触媒を添加し、加熱し、クロロメチル化および架橋反応が行われ、反応後、クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維が得られる；そして、得られたクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維を溶剤中で膨潤させ、膨潤後、トリメチルアミン溶液を添加し、反応溶液を加熱し、四級化反応が行われ、四級化反応後、生成物であるポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維が得られ、最後に、得られた生成物を洗浄し、抽出し、ブラインで洗浄し、乾燥させる。本発明の強アルカリイオン交換繊維の調製方法は単純であり、製造コストも低く、簡単に普及させることができ、工業に応用し得る。本発明において調製された製品は、工業廃水処理、空気清浄、超純水の調製、医薬化学品の分離および抽出等の分野において利用可能である。
2013544984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の調製方法であって、以下のステップ：
ａ．クロロメチル化および架橋反応：ポリフェニレンサルファイド繊維およびクロロメチルエーテルは、基本原材料である。まず、原材料であるポリフェニレンサルファイド繊維を溶剤中で膨潤させる。膨潤後、秤量した原材料であるクロロメチルエーテルおよび触媒を添加する。クロロメチルエーテルおよび触媒を添加した後、振とうする。振とうした後、反応溶液を５０〜６０℃に加熱し、クロロメチル化および架橋反応が１５〜３０時間行われる。反応後、クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維が得られる。そして、得られたクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維を洗浄し、抽出し、乾燥させる；
ポリフェニレンサルファイド繊維対クロロメチルエーテルの添加量のモル比は１：５〜１０：１である。ポリフェニレンサルファイド繊維対溶剤の添加比はポリフェニレンサルファイド繊維１グラムあたり５〜１０ｍｌの溶剤である。ポリフェニレンサルファイド繊維対触媒の添加量のモル比は１：０．５〜１：１である；
ｂ．四級化：ステップａにおける乾燥処理によって得られたクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維を溶剤中で膨潤させる。膨潤後、一部の溶剤を回収する。そして、トリメチルアミン溶液を添加する。反応溶液を３０〜４０℃に加熱し、四級化反応が行われる。反応時間は１０〜１５時間である。反応後、製品であるポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維が得られる。最後に、得られた製品を洗浄し、抽出し、ブラインで洗浄し、乾燥させる；
ことを含み、
クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維を溶剤中で膨潤させるとき、クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維対溶剤の添加比はクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維１グラムあたり１０〜３０ｍｌの溶剤である。膨潤後、一部の溶剤を回収し、回収後、クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維対溶剤の添加比をクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維１グラムあたり５〜１５ｍｌの溶剤に制御し、クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維のクロロメチル対トリメチルアミンのモル比は１：５〜１０：１である
ことを特徴とする、前記方法。
【請求項２】
ステップａにおいて、溶剤中のポリフェニレンサルファイド繊維の膨潤時間が１２〜１６時間であり、膨潤中のポリフェニレンサルファイド繊維対溶剤の添加比がポリフェニレンサルファイド繊維１グラムあたり５〜１５ｍｌの溶剤であり、溶剤がジクロロエタンまたはニトロベンゼンであることを特徴とする、請求項１に記載のポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の調製方法。
【請求項３】
ステップａにおける触媒が無水塩化第二すずであることを特徴とする、請求項１に記載のポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の調製方法。
【請求項４】
ステップａにおいて、クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維の洗浄、抽出および乾燥の詳細なプロセスが、
得られたクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維を蒸留水およびエタノールで次々に洗浄し、洗浄後、得られた生成物を溶剤抽出器内で６〜１２時間、無水エタノールまたはアセトン溶液で抽出し、そして、生成物内のエタノールまたはアセトンを蒸留水で洗い流し、および最後に、生成物を一定重量まで真空下で乾燥させる
ことを含むことを特徴とする、請求項１に記載のポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の調製方法。
【請求項５】
真空乾燥の真空度が０．０７〜０．０９Ｍｐａ、乾燥温度が５０〜８０℃、および乾燥時間が１５〜２４時間であることを特徴とする、請求項４に記載のポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の調製方法。
【請求項６】
ステップｂにおいて、ステップａにおける乾燥処理によって得られたクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維の膨潤時間が６〜１２時間であり、溶剤がテトラヒドロフランであることを特徴とする、請求項１に記載のポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の調製方法。
【請求項７】
ステップｂにおいて、トリメチルアミン溶液が３３重量％の水溶液であるか、４０重量％のアルコール溶液であることを特徴とする、請求項１に記載のポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の調製方法。
【請求項８】
ステップｂにおいて得られた生成物の洗浄、抽出、ブラインでの洗浄および乾燥の詳細なプロセスが、
得られた生成物であるポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維を蒸留水およびエタノールで中性になるまで次々に洗浄し、洗浄後、それを溶剤抽出器内で６〜１２時間、無水エタノールで抽出し、そして、それを０．５〜２ｍｏｌ／ＬのＨＣｌまたはＮａＯＨ溶液に１０〜１５時間浸し、そして、それを蒸留水で中性になるまで洗浄し、および最後に、それを一定重量まで真空下で乾燥させること
を含むことを特徴とする、請求項１に記載のポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の調製方法。
【請求項９】
真空乾燥の真空度が０．０７〜０．０９Ｍｐａ、乾燥温度が５０〜６０℃、および乾燥時間が１５〜２４時間であることを特徴とする、請求項８に記載のポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の調製方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法により調製された、ポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強アルカリイオン交換繊維の調製方法に関する。とくに、本発明は、ポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の調製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
強アルカリイオン交換繊維は、廃水処理、空気清浄、高純度水の調製および薬物担体等に広く利用されている。今まで、このタイプの繊維は主に、以下の方法により調製される：１．６０Ｃｏγの放射線照射により誘発され、スチレンおよびジビニルベンゼンの共重合体は、ポリプロピレン繊維にグラフトされ、そして、クロロメチル化および四級化される。２．「海島」型複合繊維が、マトリックスとして選択される。クロロメチル化および四級化によって、それが強アルカリイオン交換繊維へと作られる。強アルカリイオン交換繊維の調製のための前述の２種類の方法は共に、工業生産を実現した。それらの登録商標は、「ＦＩＢＡＮ」および「ＩＯＮＥＸ」である。しかしながら、上記の２種類の方法の高い生産コストおよび複雑な反応ステップは、工業におけるそれらのさらなる普及および利用をある程度制限する。
【０００３】
近年、強アルカリイオン交換繊維の調製方法の改善が報告されている。例えば：１．「Preparation and characterization of a strong basic ion exchanger by radiation-induced grafting to styrene onto poly(tetrafluoroethylene) fiber」。この文献において、ポリ（テトラフルオロエチレン）繊維が、反応マトリックスであり、スチレンおよびジビニルベンゼンの共重合体が、６０Ｃｏγの放射線照射による誘発を通じてその表面にグラフトされ、そして、γ放射線照射の工程パラメーターを変更し、高い交換容量を有する強アルカリイオン交換繊維を調製する。この方法は、放射線誘発技術を採用する。そのコストもまた高く、合成ステップは複雑である。２．「Anion exchange fibers for arsenate removal derived from a vinylbenzyl chloride precursor」。この文献は、放射線照射誘発技術を回避し、ガラス繊維を反応マトリックスとして選択する。ビニルベンジルクロライドを、in situでガラス繊維の表面に重合化する。そして、モノマーのクロロメチル基を、四級化し、強アルカリイオン交換繊維を調製する。この方法の操作ステップもまた、複雑であり、反応は、制御することができないので、その工業普及および利用は、簡単ではない。
【０００４】
強アルカリイオン交換繊維はまた、特許文献にも報告されている。発明の名称が「強アルカリイオン交換繊維材料およびその合成方法」である中国特許出願第201010216107.1号を例にとると、この出願において、アクリル繊維は、基本骨格として使用される。最初に、それを、ポリアミン化合物によりアミノ化し、アミン基を導入する。そして、アミン基は、グリシジルトリメチルアンモニウムクロリドと反応し、第四級アンモニウム基を導入し、そうして新しいタイプの強アルカリイオン交換繊維材料が得られる。
【０００５】
これまでの研究開発に基づき、本発明はさらに、新しい方法を提案した。この方法において、安価で簡単に入手可能なベンゼン環を含む構造を有するＰＰＳ繊維を、マトリックスとして使用し、強アルカリイオン交換繊維が、クロロメチルエーテルによる直接のクロロメチル化および一部のベンゼン環の間の架橋反応、そして、トリメチルアミン溶液との四級化を通じて直接得られる。この方法は、関連文献により報告されていない。
【発明の概要】
【０００６】
本発明が解決する技術的課題は、新しいタイプのポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維およびその調製方法を提供することである。本発明の調製方法は、先行技術において複雑な調製プロセスおよび高価のＰＰ−ＳＴ−ＤＶＢ繊維の代わりに、ポリフェニレンサルファイド繊維、すなわち、ＰＰＳ繊維を利用し、クロロメチルエーテルによるクロロメチル化、部分的架橋反応および四級化反応を通じて、新しいタイプの強アルカリイオン交換繊維、すなわち本発明の製品「ポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維」が調製される。
【０００７】
前述の課題を解決するために、本発明における技術的解決は: 
本発明は、ポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の調製方法を提供し、同方法は、以下のステップを含む：
ａ．クロロメチル化および架橋反応：ポリフェニレンサルファイド繊維およびクロロメチルエーテルは、基本原材料である。まず、原材料であるポリフェニレンサルファイド繊維を溶剤中で膨潤させる。膨潤後、秤量した原材料であるクロロメチルエーテルおよび触媒を添加する。クロロメチルエーテルおよび触媒を添加した後、振とうする。振とうした後、反応溶液を５０〜６０℃に加熱し、クロロメチル化および架橋反応が１５〜３０時間行われる。反応後、クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維が得られる。そして、得られたクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維を洗浄し、抽出し、乾燥処理させる；
【０００８】
ポリフェニレンサルファイド繊維対クロロメチルエーテルの添加量のモル比は、１：５〜１０：１である。ポリフェニレンサルファイド繊維対溶剤の添加比は、ポリフェニレンサルファイド繊維１グラムあたり５〜１０ｍｌの溶剤である。ポリフェニレンサルファイド繊維対触媒の添加量のモル比は、１：０．５〜１：１である；
【０００９】
ｂ．四級化反応：ステップａにおける乾燥処理によって得られたクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維を溶剤中で膨潤させる。膨潤後、一部の溶剤を回収する。そして、トリメチルアミン溶液を添加する。反応溶液を３０〜４０℃に加熱し、四級化反応が行われる。反応時間は１０〜１５時間である。反応後、生成物であるポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維が得られる。最後に、得られた生成物を洗浄し、抽出し、ブラインで洗浄し、乾燥させる；
【００１０】
クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維を溶剤中で膨潤させるとき、クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維対溶剤の添加比は、クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維１グラムあたり１０〜３０ｍｌの溶剤である。膨潤後、一部の溶剤を回収し、回収後、クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維対溶剤の添加比を、クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維１グラムあたり５〜１５ｍｌの溶剤に制御し、クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維のクロロメチル対トリメチルアミンのモル比は、１：５〜１０：１である。
【００１１】
前述のポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の調製方法によると、ステップａにおいて、溶剤中のポリフェニレンサルファイド繊維の膨潤時間は、１２〜１６時間であり、膨潤中のポリフェニレンサルファイド繊維対溶剤の添加比は、ポリフェニレンサルファイド繊維１グラムあたり５〜１５ｍｌの溶剤であり、溶剤は、ジクロロエタンまたはニトロベンゼンである。
前述のポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の調製方法によると、ステップａにおける触媒は、無水塩化第二すずである。
【００１２】
前述のポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の調製方法によると、ステップａにおいて、クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維の洗浄、抽出および乾燥の詳細なプロセスは、得られたクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維を蒸留水およびエタノールで次々に洗浄し、洗浄後、得られた生成物を、溶剤抽出器内で６〜１２時間、無水エタノールまたはアセトン溶液で抽出し、そして、生成物内のエタノールまたはアセトンを、蒸留水で洗い流し、および最後に、生成物を、一定重量まで真空下で乾燥させることを含む。
【００１３】
前述のポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の調製方法によると、真空乾燥中の真空度は、０．０７〜０．０９Ｍｐａ、乾燥温度は、５０〜８０℃、および乾燥時間は、１５〜２４時間である。
【００１４】
前述のポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の調製方法によると、ステップｂにおいて、ステップａにおける乾燥処理によって得られたクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維の膨潤時間は、６〜１２時間であり、溶剤は、テトラヒドロフランである。
前述のポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の調製方法によると、ステップｂにおけるトリメチルアミン溶液は、３３重量％の水溶液であるか、４０重量％のアルコール溶液である。
【００１５】
前述のポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の調製方法によると、ステップｂにおいて得られた生成物の洗浄、抽出、ブラインでの洗浄および乾燥の詳細なプロセスは、得られた生成物であるポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維を、蒸留水およびエタノールで中性になるまで次々に洗浄し、洗浄後、それを、溶剤抽出器内で６〜１２時間、無水エタノールで抽出し、そして、それを０．５〜２ｍｏｌ／ＬのＨＣｌまたはＮａＯＨ溶液に１０〜１５時間浸し、そして、それを、蒸留水で中性になるまで洗浄し、および最後に、それを、一定重量まで真空下で乾燥させることを含む。
【００１６】
前述のポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の調製方法によると、真空乾燥の真空度は、０．０７〜０．０９Ｍｐａ、乾燥温度は、５０〜６０℃、および乾燥時間は、１５〜２４時間である。
【００１７】
本発明の優れた効果：
１．本発明において使用される原材料であるポリフェニレンサルファイド繊維、クロロメチルエーテルおよびトリメチルアミンは、安価であり、簡単に入手可能である。調製方法は、簡単で、操作しやすいである。先行技術と比較して、本発明が提供する方法を使用してポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維を調製することは、明らかに低い生産コストである。生産コストの低減および調製方法の単純化は、強アルカリイオン交換繊維の合成および利用分野の拡大の確固たる基盤を築く。
【００１８】
２．本発明が提供する方法を使用してポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維を調製することは、放射線照射誘発技術を完全に回避し得る。そのコストは、明らかに低減される。その合成方法は、明らかに単純化される。本方法は、工業上簡単に普及および利用することができる。
【００１９】
３．本発明が提供する方法によって調製された強アルカリイオン交換繊維は、工業廃水処理、空気清浄、超純水の調製、医薬化学品の分離および抽出、ならびに他の分野において使用し得る。利用効果は、顕著である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、原材料であるポリフェニレンサルファイド繊維、クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維および本発明における製品であるポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の赤外線スペクトルを示す。
【００２１】
実施例
本発明をここで、以下の実施例を参照に詳細に説明する。実施例は、説明することを意図し、本発明の限定を意図するものではない。
【００２２】
実施例１：
この実施例におけるポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の調製方法は、以下の詳細なステップを含む。
ａ．クロロメチル化および架橋反応：４．１０４７ｇの基本原材料であるポリフェニレンサルファイド繊維および５０ｍｌのジクロロエタン溶剤を１００ｍｌ三つ口フラスコに添加し、繊維をジクロロエタン中に１２時間膨潤させた。膨潤後、２５ｍｌのジクロロエタンを回収し、そして２０ｍｌの基本原材料であるクロロメチルエーテルおよび３ｍｌの触媒である無水塩化第二すずを添加し、振とうした。振とうした後、反応溶液を油浴中で５５℃に加熱し、この温度で２０時間反応させた。反応後、クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維が得られた。得られた繊維を室温に冷却し、蒸留水および無水エタノールで次々に洗浄し、そしてソックスレー抽出器内で８時間、無水エタノールで抽出した。抽出後、蒸留水で洗浄し、クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維内のエタノールを洗い流した。洗浄した繊維を一定重量まで真空下で乾燥させ（真空度は０．０８Ｍｐａであり、乾燥温度は６０℃であり、乾燥時間は１８時間である）、真空乾燥後、５．０７９６ｇのクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維を得た。
【００２３】
得られたクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維は、元のポリフェニレンサルファイド繊維よりも２３．７５％重い。クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維の元素分析結果：Ｃ：５６．７９；Ｈ：３．３９；Ｓ：２０．９４；Ｃｌ：１８．８８。元素分析に基づき計算したクロロメチルの含有量は、５．３１８ｍｍｏｌ／ｇである。
【００２４】
ｂ．四級化：１００ｍｌ三つ口フラスコに、ステップａにおいて得られた真空乾燥後の１．６４８１ｇのクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維および８０ｍｌのテトラヒドロフラン溶剤を添加した。繊維をテトラヒドロフラン溶媒中で超音波条件下で６時間膨潤させた。膨潤後、６０ｍｌのテトラヒドロフラン溶剤を回収し、そして３０ｍｌの３３％トリメチルアミン水溶液を１時間にわたり滴加した。反応溶液を加熱し、四級化反応が、温度が３５℃に至ったときに１０時間行われた。反応後、製品であるポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維が得られた。生成物を蒸留水で中性になるまで洗浄し、ソックスレー抽出器内で８時間、無水エタノールで抽出した。そして、生成物を１ｍｏｌ／ＬのＨＣｌ溶液に１０時間浸し、蒸留水で中性になるまで洗浄した。生成物を一定重量まで真空下で乾燥させ（真空度が０．０８Ｍｐａであり、乾燥温度が５０℃であり、乾燥時間が２０時間である）、２．１０８６ｇの製品であるポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維を得た。
【００２５】
得られたポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の重量は、２７．９４％増加する。元素分析結果：Ｃ：４８．１０、Ｈ：６．６８、Ｓ：１１．９７、Ｎ：３．９８。元素分析結果によると、計算した窒素含有量は、２．８４ｍｍｏｌ／ｇであり、測定された交換容量は、２．７４ｍｍｏｌ／ｇである。
【００２６】
実施例２：
この実施例におけるポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の調製方法は、以下の詳細なステップを含む。
ａ．クロロメチル化および架橋反応：５．４８１９ｇの基本原材料であるポリフェニレンサルファイド繊維および５０ｍｌのジクロロエタン溶剤を１００ｍｌ三つ口フラスコに添加し、繊維をジクロロエタン溶剤中で１３時間膨潤させた。膨潤後、２０ｍｌのジクロロエタンを回収し、そして３０ｍｌの基本原材料であるクロロメチルエーテルおよび４ｍｌの触媒である無水塩化第二すずを添加し、振とうした。振とうした後、反応溶液を油浴中で５０℃に加熱し、この温度で２５時間反応させた。反応後、クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維が得られた。得られた繊維を室温に冷却し、蒸留水および無水エタノールで次々に洗浄し、そしてソックスレー抽出器内で１０時間、無水エタノールで抽出した。抽出後、蒸留水で洗浄し、クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維内のエタノールを洗い流した。洗浄した繊維を一定重量まで真空下で乾燥させ（真空度は０．０９Ｍｐａであり、乾燥温度は５０℃であり、乾燥時間は１５時間である）、真空乾燥後、７．０３７０ｇのクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維を得た。
【００２７】
得られたクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維は、元のポリフェニレンサルファイド繊維よりも２８．３７％重い。クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維の元素分析結果：Ｃ：５３．２５；Ｈ：３．２１；Ｓ：１９．３５。元素分析に基づき計算したクロロメチル基の含有量は、６．８１４ｍｍｏｌ／ｇである。
【００２８】
ｂ．四級化：５０ｍｌ三つ口フラスコに、ステップａにおいて得られた真空乾燥後の０．６３９２ｇのクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維および１５ｍｌのテトラヒドロフラン溶剤を添加した。繊維をテトラヒドロフラン溶剤中で８時間膨潤させた。膨潤後、８ｍｌのテトラヒドロフラン溶剤を回収し、そして３０ｍｌの３３％トリメチルアミン水溶液を１時間にわたり滴加した。反応溶液を油浴中で３０℃に加熱し、四級化反応がこの温度で１２時間行われた。反応後、製品であるポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維が得られた。生成物を蒸留水で中性になるまで洗浄し、ソックスレー抽出器内で８時間、無水エタノールで抽出した。そして、生成物を１ｍｏｌ／ＬのＮａＯＨ溶液に１５時間浸し、蒸留水で中性になるまで洗浄した。生成物を一定重量まで真空下で乾燥させ（真空度が０．０７Ｍｐａであり、乾燥温度が５５℃であり、乾燥時間が１８時間である）、０．８１１２ｇの製品であるポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維を得た。
【００２９】
得られたポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の重量は、２６．９１％増加する。元素分析結果：Ｃ：４９．１７、Ｈ：６．５３、Ｓ：１１．８６、Ｎ：３．７６。元素分析結果によると、計算した窒素含有量は２．６９ｍｍｏｌ／ｇであり、測定された交換容量は２．６８ｍｍｏｌ／ｇである。
【００３０】
実施例３：
この実施例におけるポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の調製方法は、以下の詳細なステップを含む。
ａ．クロロメチル化および架橋反応：１３．６３１１ｇの基本原材料であるポリフェニレンサルファイド繊維、８０ｍｌのジクロロエタン溶剤および８０ｍｌのクロロメチルエーテルを２５０ｍｌ三つ口フラスコに添加し、繊維を１４時間膨潤させた。膨潤後、８ｍｌの触媒である無水塩化第二すずを添加し、振とうした。振とうした後、反応溶液を油浴中で５５℃に加熱し、この温度で３０時間反応させた。反応後、クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維が得られた。得られた繊維を室温に冷却し、蒸留水および無水エタノールで次々に洗浄し、そしてソックスレー抽出器内で１２時間、無水エタノールで抽出した。抽出後、蒸留水で洗浄し、クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維内のエタノールを洗い流した。洗浄した繊維を一定重量まで真空下で乾燥させ（真空度は０．０７Ｍｐａであり、乾燥温度は７０℃であり、乾燥時間は１６時間である）、真空乾燥後、１７．４００７ｇのクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維を得た。
【００３１】
得られたクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維は、元のポリフェニレンサルファイド繊維よりも２７．６５％重い。クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維の元素分析結果：Ｃ：５３．８５；Ｈ：３．２３；Ｓ：１８．４３。元素分析に基づき計算したクロロメチル基の含有量は、６．９０ｍｍｏｌ／ｇである。
【００３２】
ｂ．四級化：１００ｍｌ三つ口フラスコに、ステップａにおいて得られた真空乾燥後の２．０５１６ｇのクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維および８０ｍｌのテトラヒドロフラン溶剤を添加した。繊維をテトラヒドロフラン溶剤中で１２時間膨潤させた。膨潤後、５０ｍｌのテトラヒドロフラン溶剤を回収し、そして４０ｍｌの３３％トリメチルアミン水溶液を添加した。反応溶液を４０℃に加熱し、四級化反応がこの温度で１５時間行われた。反応後、製品であるポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維が得られた。生成物を蒸留水で中性になるまで洗浄し、ソックスレー抽出器内で８時間、無水エタノールで抽出した。そして、生成物を１ｍｏｌ／ＬのＮａＯＨ溶液に１２時間浸し、蒸留水で中性になるまで洗浄した。生成物を一定重量まで真空下で乾燥させ（真空度が０．０７Ｍｐａであり、乾燥温度が５５℃であり、乾燥時間が１８時間である）、２．６９３１ｇの製品であるポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維を得た。
【００３３】
得られたポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の重量は、３１．２７％増加する。元素分析結果：Ｃ：４７．１０、Ｈ：６．５８、Ｓ：１１．９５、Ｎ：３．９９。元素分析結果によると、計算した窒素含有量は、２．８５ｍｍｏｌ／ｇであり、測定された交換容量は、２．９０ｍｍｏｌ／ｇである。
【００３４】
実施例４：
この実施例におけるポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の調製方法は、以下の詳細なステップを含む。
ａ．クロロメチル化および架橋反応：１００ｍｌ三つ口フラスコに、４．１７１５ｇの基本原材料であるポリフェニレンサルファイド繊維、３５ｍｌのニトロベンゼン溶剤および２５ｍｌのクロロメチルエーテルを添加し、繊維を１６時間膨潤させた。膨潤後、３ｍｌの触媒である無水塩化第二すずを添加し、振とうした。振とうした後、反応溶液を油浴中で５５℃に加熱し、この温度で２０時間反応させた。反応後、クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維が得られた。得られた繊維を室温に冷却し、蒸留水および無水エタノールで次々に洗浄し、そしてソックスレー抽出器内で８時間、アセトンで抽出した。抽出後、蒸留水で洗浄し、クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維内のアセトンを洗い流した。洗浄した繊維を一定重量まで真空下で乾燥させ（真空度は０．０８Ｍｐａであり、乾燥温度は６０℃であり、乾燥時間は１６時間である）、真空乾燥後、５．０５６８ｇのクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維を得た。
【００３５】
得られたクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維は、元のポリフェニレンサルファイド繊維よりも２１．２２％重い。クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維の元素分析結果：Ｃ：５７．２２；Ｈ：４．２６；Ｓ：２０．１４。元素分析に基づき計算したクロロメチル基の含有量は、５．１７７ｍｍｏｌ／ｇである。
【００３６】
ｂ．四級化：１００ｍｌ三つ口フラスコに、ステップａにおいて得られた真空乾燥後の１．７２９４ｇのクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維および４０ｍｌのテトラヒドロフラン溶剤を添加した。繊維をテトラヒドロフラン溶剤中で１０時間膨潤させた。膨潤後、３０ｍｌのテトラヒドロフラン溶剤を回収し、そして３０ｍｌの３３％トリメチルアミン水溶液を添加した。反応溶液を３８℃に加熱し、四級化反応がこの温度で１１時間行われた。反応後、製品であるポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維が得られた。生成物を蒸留水で中性になるまで洗浄し、ソックスレー抽出器内で８時間、無水エタノールで抽出した。そして、生成物を１ｍｏｌ／ＬのＨＣｌ溶液に１０時間浸し、蒸留水で中性になるまで洗浄した。生成物を一定重量まで真空下で乾燥させ（真空度が０．０８Ｍｐａであり、乾燥温度が５０℃であり、乾燥時間が１８時間である）、２．１９８８ｇの製品であるポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維を得た。
【００３７】
得られたポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の重量は、２７．１４％増加する。元素分析結果：Ｃ：４７．８６、Ｈ：６．５２、Ｓ：１０．９５、Ｎ：４．０１。元素分析結果によると、計算した窒素含有量は、２．８６ｍｍｏｌ／ｇであり、測定された交換容量は、２．８２ｍｍｏｌ／ｇである。
【００３８】
実施例５：
この実施例におけるポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の調製方法は、以下の詳細なステップを含む。
ａ．クロロメチル化および架橋反応：６．５００ｇの基本原材料であるポリフェニレンサルファイド繊維および９０ｍｌのニトロベンゼン溶剤を２５０ｍｌ三つ口フラスコに添加し、繊維を１６時間膨潤させた。膨潤後、５０ｍｌのニトロベンゼン溶剤を回収し、そして５０ｍｌの基本原材料であるクロロメチルエーテルおよび５ｍｌの触媒である無水塩化第二すずを添加し、振とうした。振とうした後、反応溶液を油浴中で５０℃に加熱し、この温度で２０時間反応させ、そして６０℃に加熱し、１０時間反応させた。反応後、クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維が得られた。得られた繊維を室温に冷却し、蒸留水および無水エタノールで次々に洗浄し、そしてソックスレー抽出器内で８時間、アセトンで抽出した。抽出後、蒸留水で洗浄し、クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維内のアセトンを洗い流した。洗浄した繊維を一定重量まで真空下で乾燥させ（真空度は０．０８Ｍｐａであり、乾燥温度は６０℃であり、乾燥時間は１６時間である）、真空乾燥後、８．２４２２ｇのクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維を得た。
【００３９】
得られたクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維は、元のポリフェニレンサルファイド繊維よりも２６．８０％重い。クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維の元素分析結果：Ｃ：５５．１５；Ｈ：３．６７；Ｓ：２１．８６。元素分析に基づき計算したクロロメチル基の含有量は、５．４４２ｍｍｏｌ／ｇである。
【００４０】
ｂ．四級化：１００ｍｌ三つ口フラスコに、ステップａにおいて得られた真空乾燥後の１．６７９２ｇのクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維および４０ｍｌのテトラヒドロフラン溶剤を添加した。繊維をテトラヒドロフラン溶剤中で１２時間膨潤させた。膨潤後、２５ｍｌのテトラヒドロフラン溶剤を回収し、そして１５ｍｌの４０％トリメチルアミンアルコール溶液を添加した。反応溶液を３５℃に加熱し、四級化反応がこの温度で１０時間行われた。反応後、製品であるポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維が得られた。生成物を蒸留水で中性になるまで洗浄し、ソックスレー抽出器内で６時間、無水エタノールで抽出した。そして、生成物を１．５ｍｏｌ／ＬのＨＣｌ溶液に１２時間浸し、蒸留水で中性になるまで洗浄した。生成物を一定重量まで真空下で乾燥させ（真空度が０．０８Ｍｐａであり、乾燥温度が５０℃であり、乾燥時間が１８時間である）、２．２２０４ｇの製品であるポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維を得た。
【００４１】
得られたポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の重量は、３２．２３％増加する。元素分析結果：Ｃ：４９．９７、Ｈ：６．５４、Ｓ：１１．０３、Ｎ：４．１３。元素分析結果によると、計算した窒素含有量は、２．９５ｍｍｏｌ／ｇであり、測定された交換容量は、３．０１ｍｍｏｌ／ｇである。
【００４２】
実施例６：
この実施例におけるポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の調製方法は、以下の詳細なステップを含む。
ａ．クロロメチル化および架橋反応：４．９７３３ｇの基本原材料であるポリフェニレンサルファイド繊維および５０ｍｌのジクロロエタン溶剤を１００ｍｌ三つ口フラスコに添加し、繊維を１５時間膨潤させた。膨潤後、２０ｍｌのジクロロエタンを回収し、そして３０ｍｌの基本原材料であるクロロメチルエーテルおよび４ｍｌの触媒である無水塩化第二すずを添加し、振とうした。振とうした後、反応溶液を油浴中で５０℃に加熱し、この温度で２０時間反応させた。反応後、クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維が得られた。得られた繊維を室温に冷却し、蒸留水および無水エタノールで次々に洗浄し、そしてソックスレー抽出器内で１０時間、アセトンで抽出した。抽出後、蒸留水で洗浄し、クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維内のアセトンを洗い流した。洗浄した繊維を一定重量まで真空下で乾燥させ（真空度は０．０８Ｍｐａであり、乾燥温度は６０℃であり、乾燥時間は１６時間である）、真空乾燥後、６．２４８９ｇのクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維を得た。
【００４３】
得られたクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維の重量は、２５．６５％増加する。クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維の元素分析結果：Ｃ：５６．２５；Ｈ：３．６３；Ｓ：２１．３７。元素分析に基づき計算したクロロメチル基の含有量は、５．２８ｍｍｏｌ／ｇである。
【００４４】
ｂ．四級化：１００ｍｌ三つ口フラスコに、ステップａにおいて得られた真空乾燥後の１．５６６５ｇのクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維および４０ｍｌのテトラヒドロフラン溶剤を添加した。繊維をテトラヒドロフラン溶剤中で１３時間膨潤させた。膨潤後、２５ｍｌのテトラヒドロフラン溶剤を回収し、そして１５ｍｌの４０％トリメチルアミン水溶液を添加した。反応溶液を３５℃に加熱し、四級化反応がこの温度で１２時間行われた。反応後、製品であるポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維が得られた。生成物を蒸留水で中性になるまで洗浄し、ソックスレー抽出器内で１２時間、エタノールで抽出した。そして、生成物を１．０ｍｏｌ／ＬのＨＣｌ溶液に１５時間浸し、蒸留水で中性になるまで洗浄した。生成物を一定重量まで真空下で乾燥させ（真空度が０．０８Ｍｐａであり、乾燥温度が５０℃であり、乾燥時間が１８時間である）、２．０６８４ｇの製品であるポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維を得た。
【００４５】
得られたポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の重量は、３２．０４％増加する。元素分析結果：Ｃ：５０．２１、Ｈ：７．３８、Ｓ：１０．４８、Ｎ：４．２３。元素分析結果によると、計算した窒素含有量は、３．０２ｍｍｏｌ／ｇであり、測定された交換容量は、３．１３ｍｍｏｌ／ｇである。
【００４６】
実施例７：
この実施例におけるポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の調製方法は、以下の詳細なステップを含む。
ａ．クロロメチル化および架橋反応：２９．１０３９ｇの基本原材料であるポリフェニレンサルファイド繊維、１２５ｍｌのジクロロエタン、１００ｍｌのクロロメチルエーテルおよび１０ｍｌの触媒である無水塩化第二すずを５００ｍｌ三つ口フラスコに添加し、繊維を１５時間膨潤させた。膨潤後、反応溶液を油浴中で６０℃に加熱し、この温度で８時間反応させた。８時間の反応後、４０ｍｌのクロロメチルエーテルおよび４ｍｌの無水塩化第二すずを再び添加し、反応溶液を再度８時間反応させた。そして、５０ｍｌのジクロロエタン、５０ｍｌのクロロメチルエーテルおよび６ｍｌの無水塩化第二すずを添加し、反応を１４時間継続した。反応後、クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維が得られた。得られた繊維を室温に冷却し、蒸留水および無水エタノールで次々に洗浄し、そしてソックスレー抽出器内で８時間、無水エタノールで抽出した。抽出後、蒸留水で洗浄し、クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維内の無水エタノールを洗い流した。洗浄した繊維を一定重量まで真空下で乾燥させ（真空度は０．０８Ｍｐａであり、乾燥温度は６０℃であり、乾燥時間は１６時間である）、真空乾燥後、３８．８９３３ｇのクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維を得た。
【００４７】
得られたクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維は、元のポリフェニレンサルファイド繊維よりも３３．６０％重い。クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維の元素分析結果：Ｃ：５４．２５；Ｈ：３．１３；Ｓ：２２．２７。元素分析に基づき計算したクロロメチル基の含有量は、５．７３ｍｍｏｌ／ｇである。
【００４８】
ｂ．四級化：５００ｍｌ三つ口フラスコに、ステップａにおいて得られた真空乾燥後の１４．３９６９ｇのクロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維および２００ｍｌのテトラヒドロフラン溶剤を添加した。繊維をテトラヒドロフラン溶剤中で１２時間膨潤させた。膨潤後、１００ｍｌのテトラヒドロフラン溶剤を回収し、そして１４０ｍｌの３３％トリメチルアミン水溶液を添加した。反応溶液を４０℃に加熱し、四級化反応がこの温度で１５時間行われた。反応後、製品であるポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維が得られた。生成物を蒸留水で中性になるまで洗浄し、ソックスレー抽出器内で８時間、エタノールで抽出した。そして、生成物を１．０ｍｏｌ／ＬのＨＣｌ溶液に１２時間浸し、蒸留水で中性になるまで洗浄した。生成物を一定重量まで真空下で乾燥させ（真空度が０．０８Ｍｐａであり、乾燥温度が５０℃であり、乾燥時間が１８時間である）、２０．６２６５ｇの製品であるポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維を得た。
【００４９】
得られたポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の重量は、４３．２７％増加する。元素分析結果：Ｃ：４８．６５、Ｈ：６．３９、Ｓ：１３．４６、Ｎ：４．５７。元素分析結果によると、計算した窒素含有量は、３．２６ｍｍｏｌ／ｇであり、測定された交換容量は、３．５１ｍｍｏｌ／ｇである。
【００５０】
上記調製方法において、クロロメチル化および架橋反応および四級化反応を、赤外線スペクトルによって測定した。図１は、３種類の物質（ＰＰＳ、ＰＰＳ−ＣｌおよびＰＰＳ−Ｎ＋Ｃｌ−）の赤外線スペクトルを示す。
図１に示すとおり：
ＰＰＳ：元のポリフェニレンサルファイド繊維の赤外線スペクトル；
ＰＰＳ−Ｃｌ：クロロメチル化および架橋されたポリフェニレンサルファイド繊維の赤外線スペクトル；および
ＰＰＳ−Ｎ＋Ｃｌ−：本発明における製品であるポリフェニレンサルファイドベースの強アルカリイオン交換繊維の赤外線スペクトル。
【００５１】
ＰＰＳ−Ｎ＋Ｃｌ−の赤外線スペクトルにおいて、１２５７ｃｍ−１は、−ＣＨ２Ｃｌにおける−ＣＨ２結合の伸縮振動吸収ピークである。しかしながら、元のポリフェニレンサルファイド繊維の赤外線スペクトルにおいて、この吸収ピークは存在しない。したがって、クロロメチル基をポリフェニレンサルファイド繊維に導入することに成功していることが実証される。
【００５２】
ＰＰＳ−Ｎ＋Ｃｌ−について、１３２１ｃｍ−１は、飽和Ｃ−Ｈ結合の面内曲げ振動吸収ピークである。１６３３ｃｍ−１は、Ｃ−Ｎ結合の伸縮振動吸収ピークである。３３９３ｃｍ−１は、繊維の吸水の伸縮振動吸収ピークであり（強アルカリイオン交換繊維は高い吸水性がある）、クロロメチル化反応および四級化反応は成功したことを実証する。
【図１】
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【国際調査報告】
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