Wirkung der Sulfonierung mit konzentrierter Schwefelsäure auf die Zusammensetzung und Karbonisierbarkeit von LLDPE-Fasern

Die linearen Niederdichte-Polyethylen (LLDPE) Fasern wurden in 95 % konzentrierter Schwefelsäure sulfoniert. Die Strukturzusammensetzung und thermische Stabilität der sulfonierten Polyethylen (PE) Fasern, die für verschiedene Zeiten sulfoniert wurden, wurden durch Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie (FTIR), Resonanz-Raman-Spektren, Elementaranalyse, Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS) und thermogravimetrische Analyse (TGA) bestimmt. Es wurde bestätigt, dass Substitution, Oxidation und Desulfonierung in Folge während der Sulfonierung stattfanden. Der anfängliche Anstieg von sulfonischen Säure- und Hydroxylgruppen, als Hinweis auf die Substitutionsreaktion, führte zu dem Vorschlag, dass die Reaktion durch die Abstraktion von Wasserstoff durch H2SO4 initiiert wurde, um PE-Radikale zu erzeugen, die mit H2SO4 reagierten, um HSO3· und HO· Radikale zu erzeugen, und endeten durch die Bildung von PE–SO3H und PE–OH. Der anschließende Rückgang der Hydroxylgruppen und die Bildung von Carbonylgruppen wurden der Oxidationsreaktion zugeschrieben. Die Bildung von C=C-Doppelbindungen und der Rückgang von Schwefel- und sulfonischen Säuregruppen deuteten später darauf hin, dass die Desulfonierungsreaktion inter- molekulare Vernetzung induzierte. Die vernetzten und konjugierten Polyene, die aus der Desulfonierung stammen, trugen wahrscheinlich zur hohen Kohlenstoffausbeute für sulfonierte LLDPE-Fasern bei.