PTFE乳液制備PTFE、YSZ微孔膜及孔隙率的研究

采用"擠出-壓延-拉伸"法,通過改變縱向拉伸倍數(shù),制備出平均孔徑為0.25～0.80μm,孔隙率為46.9%～78.3%的4種疏水ptfe平板微孔膜。制備得到的ptfe平板微孔膜具有"纖維-結(jié)點(diǎn)"的網(wǎng)狀微孔結(jié)構(gòu)。隨著縱向拉伸倍數(shù)的增加,微孔膜結(jié)構(gòu)中的結(jié)點(diǎn)變小,纖維變細(xì),孔徑和孔隙率增大,孔隙分布更均勻。分別以茶多酚水溶液和cacl2溶液為進(jìn)料液和滲透液,進(jìn)行滲透蒸餾濃縮實(shí)驗(yàn)。研究了膜孔徑、滲透液和進(jìn)料液的濃度、流速等對(duì)滲透通量和截留率的影響。結(jié)果表明,增大ptfe平板微孔膜孔徑、提高滲透液的濃度以及進(jìn)料液和滲透液的流速可提高滲透通量。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中,4種ptfe平板微孔膜對(duì)茶多酚的截留率均能保持在99.9%以上,且不受操作條件的影響。

通過溶膠凝膠法在聚四氟乙烯(ptfe)平板微孔膜表面形成sio2微納米粒子,再采用全氟癸基三甲氧硅烷(fas-17)對(duì)其進(jìn)行修飾,獲得超疏水表面的ptfe平板微孔膜?？疾炝苏杷嵋阴?teos)和三甲基三乙氧基硅烷(mtes)配比、fas-17濃度等對(duì)平板膜疏水性和微孔結(jié)構(gòu)的影響,并研究了其膜蒸餾性能。結(jié)果表明,改性后sio2納米粒子可均勻附著和內(nèi)嵌在膜的原纖-結(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)內(nèi);當(dāng)mtes/teos的比例和fas-17濃度增大時(shí),膜表面靜態(tài)接觸角(wca)先增加后減小,膜孔徑和孔隙率也隨之減小;當(dāng)mtes/teos的比例為1∶1,fas-17濃度為4%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí),改性膜的wca達(dá)到154°,滾動(dòng)角(ra)為8°,達(dá)到超疏水效果;由于超疏水作用,改性膜在膜蒸餾運(yùn)行過程中膜污染程度降低,產(chǎn)水通量恒定在3.65kg/h·m2左右,脫鹽率保持99.8%以上。

應(yīng)用透濕杯法測(cè)量ptfe微孔膜的透濕率,研究了溫度、濕度以及干燥劑量等因素對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。結(jié)果表明,在濕度一定的情況下,膜的透濕率隨溫度升高而提高;在恒定溫度下,膜的透濕率隨濕度增加而提高;隨干燥劑用量增大,膜的透濕率下降。

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。

研究了疏水性聚四氟乙烯(ptfe)微孔膜的結(jié)構(gòu)、潤(rùn)濕性、可重復(fù)使用性以及在不同溫度、ph下對(duì)煤油、汽油和柴油的分離速率的影響。結(jié)果表明,在常溫下,ptfe微孔薄膜對(duì)含油廢水中油的去除率可達(dá)90%以上;ptfe微孔薄膜油水分離速率不受含油廢水中ph的影響,但隨著溫度的升高而加快;對(duì)不同的含油廢水有著不同的分離速率,其中對(duì)汽油的分離速率最高,穩(wěn)定后可達(dá)800l/(m2.h),煤油次之,對(duì)柴油的分離效率最低,低至穩(wěn)定后為650l/(m2.h)。另外,由于ptfe微孔膜采用的是表面過濾的方式,所以膜具有非常好的可重復(fù)使用性,是一種非常理想的油水分離膜。

采用nafion/sio2溶液和多孔ptfe薄膜為原料,制備了nafion/sio2/ptfe復(fù)合膜。sem圖片表明:復(fù)合膜具有良好的樹脂填充度;ftir測(cè)試表明:sio2被引入到復(fù)合膜中,沒有影響膜的本體結(jié)構(gòu);tg-dta測(cè)試表明:復(fù)合膜具有良好的保水性能。充放電測(cè)試表明:由于sio2的保水作用,復(fù)合膜在高電流密度時(shí)(>0.4a/cm2)具有更好的輸出能力。

研究了具有優(yōu)異耐熱性的聚酰亞胺膠黏劑對(duì)聚四氟乙烯微孔薄膜的粘接性能。結(jié)果表明,聚酰亞胺膠黏劑對(duì)未經(jīng)表面改性的聚四氟乙烯微孔薄膜沒有粘接能力。采用鈉萘溶液、n_2和o_2等離子體處理后,聚四氟乙烯微孔薄膜親水性增強(qiáng),聚酰亞胺膠黏劑都可以獲得不同程度的粘接能力。但不同的處理方法,同等的親水性條件下,粘接能力有一定的差異。鈉萘溶液改性處理時(shí),只有在接觸角小于90°的情況下才可以明顯改善薄膜的粘接性能。在親水性90°～120°范圍內(nèi),等離子處理的粘接效果要好于鈉萘處理的情況。

研究了雙向拉伸工藝對(duì)膨體聚四氟乙烯(ptfe)薄膜結(jié)構(gòu)的影響.結(jié)果表明,橫向擴(kuò)幅倍數(shù)、縱向擴(kuò)幅倍數(shù)和定型溫度越高,ptfe薄膜開孔率和孔徑越大;橫向擴(kuò)幅速度越高,薄膜開孔率越大,孔徑也越小.ptfe薄膜已廣泛用于防水透濕多功能服、生化防護(hù)服以及工業(yè)過濾等.

通過alcl13水解獲得的ai（oh）3膠體，利用ai（oh）3膠體對(duì)聚四氟乙烯（ptfe）微孔膜進(jìn)行親水改性。探討了吸附劑用量、氨水用量、浸漬溫度、浸漬時(shí)間和分散劑聚合度對(duì)ptfe微孔膜吸附量的影響，采用超聲振蕩處理來考察微孔膜吸附的穩(wěn)定性，通過接觸角、ftir和sem對(duì)ptfe微孔膜的親水性、化學(xué)成分和顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：浸漬溫度20℃，浸漬時(shí)間20h，吸附劑（a1c13，1mol／l）用量45ml，氨水用量（wt％=25％）86ml，分散劑（peg，3g）聚合度2000時(shí)，ptfe微孔膜的吸附量達(dá)到最大值211．53mg／g；在溫度20℃下，超聲處理1h后，吸附量趨于穩(wěn)定，表明ai（oh）3膠體能夠穩(wěn)定地吸附在微孔膜上，ptfe微孔膜的接觸角從137．42°下降到105．29°。

廢水中的三價(jià)鉻在自然環(huán)境中容易轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的六價(jià)鉻?？刂撇⒒厥諒U水中的三價(jià)鉻可達(dá)到節(jié)約資源和降低污染的目的。采用減壓膜蒸餾(vmd)分離裝置,實(shí)驗(yàn)探討了不同平均孔徑大小的聚四氟乙烯(ptfe)微孔膜對(duì)處理含鉻(iii)溶液的膜通量、截留率等影響,研究了進(jìn)料濃度、進(jìn)料溫度對(duì)分離性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)于膜孔徑較小的膜,膜內(nèi)的傳質(zhì)阻力成為主要因素,膜內(nèi)的傳質(zhì)是vmd過程的控制步驟。

采用模板法和化學(xué)鍍相結(jié)合的方法,初步制備了fe-ni/ptfe無機(jī)磁性復(fù)合膜,并考察主要影響因素:fe2+/ni2+、ph、反應(yīng)時(shí)間、溫度對(duì)其單位質(zhì)量磁化率的影響,獲得了制備fe-ni/ptfe的較佳條件。發(fā)現(xiàn)fe2+/ni2+和溶液ph對(duì)磁化率的影響比較大,引入外加電場(chǎng)作用后,磁化率明顯增加。

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。

本文以不同孔徑的聚四氟乙烯(ptfe)為基膜,采用化學(xué)鍍法分別將ag、pd沉積到ptfe膜孔及膜面上,制得了鍍層均勻、結(jié)合力較好的pd-ag/ptfe復(fù)合膜,并考察了ptfe基膜孔徑對(duì)鍍層結(jié)合力的影響,以及化學(xué)鍍工藝對(duì)金屬鈀沉積速率、復(fù)合膜孔結(jié)構(gòu)和截面電阻率的影響。結(jié)果表明,適當(dāng)?shù)幕た捉Y(jié)構(gòu)有利于提高鍍層結(jié)合力;ptfe膜經(jīng)化學(xué)鍍修飾后,孔徑減小,孔徑分布變窄,孔隙率降低,膜截面電阻率降低106數(shù)量級(jí),且孔徑減小順序與截面電阻率減小順序一致。

通過高能電子束預(yù)輻照接枝丙烯酸（aa）／對(duì)苯乙烯磺酸鈉（sss）對(duì)ptfe多孔膜進(jìn)行親水改性，并研究了單體濃度、輻照劑量等對(duì)接枝率，接枝反應(yīng)對(duì)多孔膜表面形貌膜和化學(xué)組成以及親水性的影響。研究結(jié)果表明接枝率隨混合單體中aa含量增加而增大，而且隨輻照劑量的提高而增大，ptfe多孔膜的接枝覆蓋層增加膜表面的親水基團(tuán)含量，同時(shí)對(duì)膜的親水改性效果能保持穩(wěn)定。

研究了覆膜濾料用ptfe微孔薄膜生產(chǎn)過程中對(duì)橫拉部分放卷機(jī)的張力控制。建立了張力控制的數(shù)學(xué)模型,對(duì)張力調(diào)節(jié)原理和張力控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。經(jīng)過理論分析和應(yīng)用實(shí)例驗(yàn)證,實(shí)際激磁電流最大值低于磁粉制動(dòng)器額定激磁電流,試驗(yàn)型號(hào)的磁粉制動(dòng)器適用于ptfe微孔薄膜生產(chǎn)過程中橫拉放卷的張力控制。

PVDF與PTFE

以ptfe樹脂和催化劑粒子為原料,通過一系列機(jī)械操作:混和、過篩、成熟、壓坯、擠出棒狀物、壓延成片材、縱向拉伸、橫向拉伸、固化,制備了一種含有催化劑粒子的ptfe薄膜。利用sem和壓汞儀研究了薄膜的微孔結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明:在相同的制膜工藝下,催化劑粒子填充增加了ptfe薄膜的平均孔徑和孔隙率,并且隨填充量的增大,薄膜的平均孔徑和孔隙率增加。

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>

以真絲、棉機(jī)織物和無紡布為研究對(duì)象,研究3類織物與聚四氟乙烯微孔薄膜復(fù)合后,覆膜織物的服用性能。ptfe覆膜織物有好的防水性,在透氣性方面,基布透氣性與孔隙率成正相關(guān),與厚度無關(guān);但覆膜后織物的透氣性由ptfe覆膜本身透氣性決定。

　將兩種不同ew值的聚α,β,β＿三氟苯乙烯(sptfs)樹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.

采用ptfe乳液對(duì)p84.ptfe混紡針刺氈復(fù)合濾料進(jìn)行涂層整理,并將其與未經(jīng)整理的試樣進(jìn)行vdi濾料過濾性能模擬測(cè)試,進(jìn)而闡述ptfe乳液涂層對(duì)該復(fù)合濾料過濾性能的影響。