全氟磺酸離子交換膜的制備.pdf

1、全氟磺酸酸離子交換膜(PFSIEM)是離子膜氯堿工業(yè)和質(zhì)子交換膜燃料電池的核心材料，其工業(yè)化技術(shù)為擠出壓延法，且僅為杜邦公司和日本Asahi等國(guó)外公司所掌握，國(guó)內(nèi)用膜完全依賴(lài)進(jìn)口。本工作研究了PFSIEM擠出加工技術(shù)：熔融擠出法和凝膠擠出法。所用樹(shù)脂為東岳集團(tuán)的全氟磺酸樹(shù)脂(氟型：PFSR，氫型：PFSA)。
　　 利用DSC和TG對(duì)PFSR的熱性能進(jìn)行了分析，對(duì)PFSR的熔融指數(shù)和毛細(xì)管流變性能進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果表明：PFSR熱

2、穩(wěn)定性?xún)?yōu)異，在190℃下MI值為3.3g/10min，熔體屬假塑性流體、有切力變稀的流動(dòng)特性。PFSR適于熔融擠出法成型，通過(guò)在一定范圍內(nèi)調(diào)整擠出機(jī)擠出速度和三輥上光機(jī)的牽引速度可得到厚度不同、表觀平整密實(shí)的薄膜。
　　 通過(guò)XRD分析了薄膜的結(jié)晶性，測(cè)定了PFSIEM的含水率、吸水率、溶解度、IEC值以及水化后膜的尺寸變化率，研究了工藝對(duì)PFSIEM力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明：擠出PFSIEM具有良好的結(jié)晶度；膜的水合性、耐溶解

3、性、IEC值受工藝影響不明顯，縱向尺寸變化率小于橫向；隨著牽伸作用的增加，膜的橫向最大拉伸強(qiáng)度無(wú)明顯變化(17MPa)，縱向逐漸增大(達(dá)22MPa)；170℃下對(duì)膜熱處理使拉伸強(qiáng)度有一定提高。
　　 以GBL作增塑劑熔融擠出得到增塑型薄膜，表觀較未增塑薄膜下降，結(jié)晶度有所改善，拉伸強(qiáng)度、水化后尺寸變化率略有變化，增塑對(duì)薄膜的水合性、耐溶解性、IEC值沒(méi)有影響。
　　 以GBL為潛溶劑配置PFSA凝膠體系，體系PH值為4，