全氟磺酸離子交換膜的制備.pdf_第1頁
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文檔簡介

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等國外公司所掌握,國內(nèi)用膜完全依賴進(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。所用樹脂為東岳集團(tuán)的全氟磺酸樹脂(氟型:PFSR,氫型:PFSA)。
   利用DSC和TG對PFSR的熱性能進(jìn)行了分析,對PFSR的熔融指數(shù)和毛細(xì)管流變性能進(jìn)行了測定,結(jié)果表明:PFSR熱

2、穩(wěn)定性優(yōu)異,在190℃下MI值為3.3g/10min,熔體屬假塑性流體、有切力變稀的流動特性。PFSR適于熔融擠出法成型,通過在一定范圍內(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XRD分析了薄膜的結(jié)晶性,測定了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)度無明顯變化(17MPa),縱向逐漸增大(達(dá)22MPa);170℃下對膜熱處理使拉伸強(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,增塑對薄膜的水合性、耐溶解性、IEC值沒有影響。
   以GBL為潛溶劑配置PFSA凝膠體系,體系PH值為4,

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