PTFE復(fù)合膜的制備及性能

　將兩種不同ew值的聚α,β,β＿三氟苯乙烯(sptfs)樹(shù)脂浸入到多孔聚四氟乙烯(ptfe)膜的孔中,制成sptfs/ptfe復(fù)合膜用于質(zhì)子交換膜燃料電池(pemfc).并對(duì)該復(fù)合膜的吸水率,電導(dǎo)率,機(jī)械強(qiáng)度及其裝配的電池性能進(jìn)行了測(cè)試.與其它均質(zhì)膜相比,復(fù)合膜明顯降低了吸水率,同時(shí)也降低了電導(dǎo)率,增加了機(jī)械強(qiáng)度.在電池溫度為80℃,h2/o2壓力為0.2/0.2mpa條件下,兩種復(fù)合膜裝配電池的性能優(yōu)于nofion115膜.低ew值的復(fù)合膜電池性能優(yōu)于高ew值的電池性能,但電池穩(wěn)定性相對(duì)較差.

本文通過(guò)熔融共混和模壓技術(shù)制備得到納米氧化鋅/高密度聚乙烯(納米-zno/hdpe)復(fù)合膜,并考察了該膜的微觀形態(tài)、機(jī)械性能、結(jié)晶性能以及阻隔性。結(jié)果發(fā)現(xiàn),復(fù)合膜中改性納米zno的含量較低(0.5wt%)時(shí),納米zno在hdpe中具有較好的分散性。隨著改性納米zno含量的增加,復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度先增大后減小,zno含量為0.5wt%時(shí),綜合力學(xué)性能最佳。此外,改性納米zno的添加能提高h(yuǎn)dpe的結(jié)晶度,并能增強(qiáng)復(fù)合膜的阻隔性能。

介紹了幾種適用于防水透濕織物中的ptfe復(fù)合膜,比較了各種加工工藝的特點(diǎn),指出目前市場(chǎng)上使用最廣泛的為ptfe-pu復(fù)合膜。

嘗試以聚四氟乙烯(ptfe)乳液為原料制備ptfe微孔膜,選定化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性優(yōu)異的納米二氧化鋯(zro2)作為增強(qiáng)劑以提高微孔膜強(qiáng)度,采用電子萬(wàn)能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)測(cè)試了樣品的力學(xué)強(qiáng)度,用單因素法討論了納米zro2含量、拉伸比例、熱處理溫度和熱處理時(shí)間對(duì)微孔膜拉伸強(qiáng)度的影響;同時(shí)采用低溫等離子體處理ptfe/zro2復(fù)合微孔膜以改善其表面親水性。結(jié)果表明,ptfe/zro2復(fù)合微孔膜的拉伸強(qiáng)度與納米zro2含量成正比,與拉伸倍數(shù)成反比;其拉伸強(qiáng)度隨著熱處理溫度的升高或熱處理時(shí)間的延長(zhǎng),呈先增大后減小的變化趨勢(shì),分別在310℃和10min時(shí)出現(xiàn)最大值;低溫等離子體處理的最佳時(shí)間為30s。

采用溶液澆鑄法制備nafion/ptfe復(fù)合膜,測(cè)試了復(fù)合膜的含水率、尺寸穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和質(zhì)子電導(dǎo)率,并將其應(yīng)用到固體聚合物電解質(zhì)(spe)水電解中。在制備復(fù)合膜的同時(shí)將催化層噴涂到膜的兩側(cè),最后復(fù)合膜與催化層共同結(jié)晶,使其一體化,增強(qiáng)復(fù)合膜與催化層的結(jié)合強(qiáng)度,滿足水電解領(lǐng)域應(yīng)用要求。評(píng)價(jià)不同厚度nafion/ptfe復(fù)合膜制備的ccm對(duì)水電解池性能的影響并與nafion112膜比較。相同操作條件下厚度小于30mm的復(fù)合膜水電解槽電壓低于nafion112,降低水電解能耗和膜成本。

討論了ptfe復(fù)合膜防護(hù)機(jī)理及透濕影響因素.結(jié)果表明,ptfe薄膜和聚醚酯涂層對(duì)病毒防護(hù)起重要作用,微孔膜厚度、空隙率和孔徑等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)透濕影響小,但聚醚酯涂層的影響較大.采用ptfe復(fù)合膜對(duì)sars等病毒具有較好的防護(hù)效果.

通過(guò)將全氟磺酸溶液加入到ptfe多孔膜中制備了pfsi/ptfe復(fù)合膜。sem的測(cè)試結(jié)果顯示,已有一層均勻的薄的pfsi膜存在于ptfe多孔膜表面,全氟磺酸樹(shù)脂已均勻地分布到ptfe多孔膜中。實(shí)驗(yàn)證明,復(fù)合膜的強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性都優(yōu)于單膜;厚度為40μm的復(fù)合膜,其電性能與厚度為60μm的單膜接近,復(fù)合膜最低膜厚可達(dá)20μm。用價(jià)格相對(duì)便宜的ptfe來(lái)部分代替昂貴的全氟磺酸樹(shù)脂,可以減少全氟樹(shù)脂的用量,降低質(zhì)子交換膜燃料電池的制造成本。

將磺化聚α,β,β三氟苯乙烯(sptfs)樹(shù)脂浸入到多孔的聚四氟乙烯(ptfe)膜的孔中,制成sptfs/ptfe復(fù)合膜用于質(zhì)子交換膜燃料電池(pemfc)。與均質(zhì)膜相比通過(guò)這種復(fù)合方法降低了膜的吸水率。復(fù)合膜的電導(dǎo)率在10-2s/cm范圍。在80℃,p(h2)/p(o2)壓力比為0.2mpa/0.2mpa條件下,用復(fù)合膜組裝的電池性能與nafion115膜組裝的電池性能進(jìn)行了比較。復(fù)合膜組裝的電池在0.5v時(shí)的電流密度(1200ma/cm2)大于nafion115膜的(1000ma/cm2);在低電流密度區(qū)(小于700ma/cm2),復(fù)合膜性能低于nafion115膜;在高電流密度區(qū)(大于1000ma/cm2),復(fù)合膜性能明顯高于nafion115膜。

以聚四氟乙烯(ptfe)乳液為原料,選定化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性優(yōu)異的納米二氧化鋯(zro2)為增強(qiáng)劑,制備出ptfe/zro2復(fù)合微孔膜,并通過(guò)x射線衍射儀對(duì)ptfe/zro2復(fù)合微孔膜樣品的結(jié)晶性能進(jìn)行了表征,使用單因素法討論了zro2的含量、拉伸倍數(shù)、熱處理溫度及熱處理時(shí)間等因素對(duì)ptfe/zro2復(fù)合微孔膜結(jié)晶性能的影響。結(jié)果表明,復(fù)合微孔膜的結(jié)晶度與拉伸倍數(shù)、熱處理溫度和熱處理時(shí)間成正比,與zro2含量成反比;zro2含量為7%、拉伸倍數(shù)為1～2.5倍、熱處理溫度為310℃、熱處理時(shí)間為10min時(shí),制成的復(fù)合微孔膜綜合性能最佳。

以聚四氟乙烯（ptfe）乳液為原料，選定化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性優(yōu)異的納米二氧化鋯（zro2）為增強(qiáng)劑，制備出ptfe／zro2復(fù)合微孔膜，并通過(guò)x射線衍射儀對(duì)ptfe／zro2復(fù)合微孔膜樣品的結(jié)晶性能進(jìn)行了表征，使用單因素法討論了zro2的含量、拉伸倍數(shù)、熱處理溫度及熱處理時(shí)間等因素對(duì)ptfe／zro2復(fù)合微孔膜結(jié)晶性能的影響。結(jié)果表明，復(fù)合微孔膜的結(jié)晶度與拉伸倍數(shù)、熱處理溫度和熱處理時(shí)間成正比，與zro2含量成反比；zro2含量為7％、拉伸倍數(shù)為1～2．5倍、熱處理溫度為310℃、熱處理時(shí)間為10min時(shí)，制成的復(fù)合微孔膜綜合性能最佳。

以鎂(mg)為可燃物質(zhì),聚四氟乙烯(ptfe)為氧化劑,利用磁控濺射和真空蒸鍍兩種方法,制備薄膜煙火器件,研究?jī)煞N制膜工藝在性能上的差異,并對(duì)其附著力、薄膜粒度和燃速進(jìn)行了測(cè)量。結(jié)果表明,磁控濺射制得的薄膜附著力為35.88mn,粒度為0.1～0.5μm,燃速為(623.9±12.5)mm.s-1,其主要性能優(yōu)于真空蒸鍍法制得的薄膜。

本發(fā)明涉及空氣過(guò)濾行業(yè)用聚四氟乙烯復(fù)合膜的過(guò)濾材料。一種聚四氟乙烯（ptfe）復(fù)合膜的過(guò)濾材料，包括玻璃纖維和聚四氟乙烯，玻璃纖維為基膜，聚四氟乙烯為表面膜，由粘接劑將兩者復(fù)合；粘接劑為聚砜、尼龍n6、聚偏二氟乙烯中任意一種的高分子化合物，金屬鹽ki、nh#-[4]ci中任意一種的造孔劑和二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺和n-甲基吡烙烷酮中任意一種的溶劑。

用復(fù)合電沉積法在不銹鋼基體上制備銅-錫-ptfe自潤(rùn)滑復(fù)合鍍層,并用掃描電子顯微鏡、能譜儀、摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)等研究了十六烷基三甲基溴化胺(ctab)及ptfe的加入量、電流密度、沉積溫度等工藝參數(shù)對(duì)復(fù)合鍍層組成和性能的影響。結(jié)果表明:鍍層中ptfe的含量隨鍍液中ctab及ptfe加入量增加而增大,當(dāng)加入量分別達(dá)到0.3g·l~(-1)和36g·l~(-1)時(shí)ptee的含量最大;隨電流密度的增大,鍍層中ptfe含量增加,超過(guò)3a·dm~(-2)后其含量下降;適宜的沉積溫度為50～55℃;復(fù)合鍍層顯微硬度隨鍍層中ptfe含量增加而降低,當(dāng)鍍液中ptfe質(zhì)量濃度為36g·l~(-1)時(shí)鍍層摩擦因數(shù)最低,為0.09。

在60℃時(shí)采用浸漬法制備硅烷稀土復(fù)合膜,通過(guò)先在試樣表面自組裝一層γ-氨丙基三乙氧基(γ-aps)硅烷薄膜,再在膜上沉積稀土鈰轉(zhuǎn)化膜制得硅烷稀土復(fù)合膜。采用電化學(xué)、失重和鹽霧實(shí)驗(yàn)對(duì)鋁管表面硅烷稀土復(fù)合膜的耐蝕性進(jìn)行考察。線性電位掃描、tafel曲線和交流阻抗(eis)的結(jié)果均表明其耐蝕性與空白樣相比,極化電阻和自腐蝕電流均提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí),阻抗阻值提高了2倍;鹽霧實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明其抗蝕能力提高了3倍;sem顯示其復(fù)合膜層均勻致密,eds檢測(cè)分析表明復(fù)合膜主要由n,o,si,al和ce等元素組成;初步探討了復(fù)合膜的耐蝕機(jī)制。

以聚四氟乙烯(ptfe)細(xì)粉料為原料通過(guò)一系列機(jī)械操作:推擠、滾壓和拉伸制得雙向拉伸微孔膜.膜的孔性能由gtl-d孔徑測(cè)定儀和掃描電鏡觀察膜形態(tài)結(jié)構(gòu)來(lái)測(cè)定.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:ptfe粉料和拉伸條件影響相互聯(lián)系的各項(xiàng)膜孔性能數(shù)據(jù),而在不同機(jī)械操作階段的膜形態(tài)結(jié)構(gòu)又有顯著的差別.雙向拉伸微孔膜是呈孔徑大小較均勻的纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu).

以聚四氟乙烯(ptfe)乳液為原料、氧化釔穩(wěn)定二氧化鋯(ysz)微納米粉體為增強(qiáng)體,采用機(jī)械拉伸法制備了ptfe/ysz復(fù)合微孔膜,通過(guò)掃描電子顯微鏡對(duì)其進(jìn)行了表征,并運(yùn)用單因素法探討了分散劑聚乙烯醇(pva)、拉伸倍數(shù)、ysz含量和熱處理溫度對(duì)復(fù)合微孔膜孔隙率的影響。結(jié)果表明,在復(fù)合微孔膜中添加pva以及增加ysz含量均使復(fù)合微孔膜的孔隙率增大;在拉伸3.5倍、ysz含量為8%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)、熱處理溫度為320℃時(shí),復(fù)合微孔膜孔隙率高達(dá)73.09%。

介紹了鈀復(fù)合膜的工作原理和性能特性,并從制備方法和多孔支撐體材料2個(gè)方面對(duì)鈀復(fù)合膜分離器進(jìn)行了總結(jié)?；瘜W(xué)鍍是制備復(fù)合膜最常用的制備方法,修飾層、還原劑滲透以及與pvd相結(jié)合的化學(xué)鍍復(fù)合制備方法能夠有效地改善鈀復(fù)合膜的質(zhì)量；增厚法、滲透法、填充法等鈀膜修復(fù)方法則能夠提高鈀膜的成品率。目前主流的支撐體材料是多孔金屬支撐體和多孔陶瓷支撐體,通過(guò)制備中間層、優(yōu)化支撐體材料以及非勻質(zhì)支撐體等方法能夠提高鈀復(fù)合膜的質(zhì)量,多孔玻璃、多孔有機(jī)聚合物等新材料的開(kāi)發(fā)也成為未來(lái)的發(fā)展方向。

pva復(fù)合膜的滲透汽化性能研究(i)——本文研究了以pan膜為支撐層的pva復(fù)合膜分離醇水溶液的性能。著眼于工業(yè)應(yīng)用，揭示了滲透汽化操作條件對(duì)分離性能的影響，展示了長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)的分離性能。結(jié)果表明，pva復(fù)合膜具有高滲透通量(j＞500g／m2·h)和優(yōu)異分離率，長(zhǎng)期...

制備了一種具有超薄、高吸液率和良好熱穩(wěn)定性的li/socl2電池用聚酰亞胺(pi)/聚四氟乙烯(ptfe)復(fù)合隔膜.通過(guò)sem、同步熱分析(sta)、吸液率及恒電流放電等方法,研究pi、玻璃纖維(gf)和ptfe隔膜的結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性和吸液性能,以及復(fù)合隔膜對(duì)li/socl2電池輸出電壓的影響.相對(duì)于采用gf/gf隔膜的電池,采用pi/ptfe復(fù)合隔膜的電池輸出電壓提升了0.130v,熱生成速率降低了39.4％.

對(duì)聚四氟乙烯(ptfe)填充不同含量的碳粉,經(jīng)配料、壓制、燒結(jié)等工藝后生產(chǎn)出ptfe復(fù)合試驗(yàn)材料,并對(duì)復(fù)合試驗(yàn)材料的相關(guān)物理性能進(jìn)行了測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明:碳粉含量的增加能明顯提高ptfe的耐磨性能,但也會(huì)使ptfe的脆性提高。

由漆酚甲醛縮聚物(puf)與三氯化鐠反應(yīng)合成漆酚縮甲醛鐠聚合物(pufpr),pufpr在氫氧化鈉水溶液中沸煮可得到漆酚甲醛縮聚物/三氧化二鐠(puf/pr2o3)復(fù)合膜,紅外光譜、dmta和掃描電鏡等對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。結(jié)果表明:puf與prcl3反應(yīng)后其酚羥基數(shù)目減少,側(cè)鏈進(jìn)一步交聯(lián)聚合,pufpr的玻璃化溫度較puf的高。puf/pr2o3復(fù)合材料出現(xiàn)了兩個(gè)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,從掃描電鏡中可觀察到pr2o3環(huán)形微晶。

ptfe膜材料主要由玻璃纖維基材和ptfe(polytetrafluoroethylen，聚四氟乙烯)涂層構(gòu)成。ptfe化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，抗?jié)穸茸兓坝袡C(jī)物質(zhì)的破壞，防火并且不易老化，涂覆之后可提高織布的抗拉強(qiáng)度及彈性系數(shù)。根據(jù)中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)——《膜結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》，ptfe膜材料根據(jù)強(qiáng)度、重量和厚度分為a、b、c、d、e5個(gè)級(jí)別；該類膜材質(zhì)量保證期在10～15年，膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限在25年以上。ptfe膜材采用日光漂白技術(shù)，出廠顏色為米白，安裝使用一個(gè)階段后在日光作用下變?yōu)榘咨?/p>