全氟磺酸离子交换膜的制备

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1、摘要全氟磺酸离子交换膜的制备摘要全氟磺酸酸离子交换膜(PFSIEM)是离子膜氯碱工业和质子交换膜燃料电池的核心材料，其工业化技术为挤出压延法，且仅为杜邦．公司和日本Asahi等国外公司所掌握，国内用膜完全依赖进口。本工．作研究了PFSIEM挤出加工技术：熔融挤出法和凝胶挤出法。所用树脂为东岳集团的全氟磺酸树脂(氟型：PFSR，氢型：PFSA)。利用DSC和TG对PFSR的热性能进行了分析，对PFSR的熔融．指数和毛细管流变性能进行了测定，结果表明：PFSR热稳定性优异，在190。C下MI值为3．39／10min，熔体属假塑性流体、有切力变稀的流动特性。P

2、FSR适于熔融挤出法成型，通过在一定范围内调整挤出．机挤出速度和三辊上光机的牵引速度可得到厚度不同、表观平整密实的薄膜。通过XRD分析了薄膜的结晶性，测定了PFSIEM的含水率、吸水率、溶解度、IEC值以及水化后膜的尺寸变化率，研究了工艺对PFSIEM力学性能的影响，结果表明：挤出PFSIEM具有良好的结晶度；膜的水合性、耐溶解性、IEC值受工艺影响不明显，纵向尺寸变化率小于横向；随着牵伸作用的增加，膜的横向最大拉伸强度无明显变化(17MPa)，纵向逐渐增大(达22MPa)；170。C下对膜热处理使拉伸强度有一定提高。l北京化工大学硕士学位论文以GBL作

3、增塑剂熔融挤出得到增塑型薄膜，表观较未增塑薄膜下降，结晶度有所改善，拉伸强度、水化后尺寸变化率略有变化，增塑对薄膜的水合性、耐溶解性、IEC值没有影响。因此凝膜的表磺酸树一摘要PROCESSINGOFPERFLUOROSULFONATEDION．EXCHANGEDMEMBRANESABSTRACTPerfluorosulfonatedion-exchangedmembrane(PFSIEM)isthecorematerialforalkali—chlorideindustryandproton-exchangedmembranefuelcell(PEMF

4、C)．ThemanufacturetechnologyofPFSIEMsisextrusion—calendering，whichismasteredbyDupontandAsahi，thereforedomesticneedhasbeingdependingonimportation．Inthiswork，weresearchedextrusionprocessingtechnologyofPFSIEMs，includingmelt．extrusionandgel—extrusion．ResinusedismadeinDongyueCompany,on

5、eisPerfluorosulfonylfluorideresin(PFSR)，theotherisperfluorosulfonicacidresin(PFSA)．DSC，TG,andcapillarityrheometerwereusedtostudythethermalstabilityandmeltrheologyofthePFSR．TheresultsshowedthatPFSRhasoutstandingthermalstability,furthermore，theMIis3．39／10minat190。C，andPFSRmeltwasap

6、seudoplasticfluidhadacharacteristicofshearthinning．So，PFSRisfittomelt—extrusionprocessing，anddifferentthicknessmembraneswithgoodappearancecanbepreparedbyadjustingtheextrusionspeedandthelinearspeedofgrazer．XRDwereusedtostudythecrystallinityofPFSIEMs，theresultsIII北京化工大学硕士学位论文showed

7、PFSIEMshavegoodcrystallinity．Watercontent，waterabsorption，solubility,andIECweretested，theresultsshowedthattheseparameterswerelittleaffectedbyartofprocessing．Dimensionchangeof．PFSIEMsweretested，resultsshowedthatdimensionchangeinmachinedirection(MD)werelessthanthatintransversedirec

8、tion(VD)．Theeffectonmechanicalpropertyof