全氟磺酸复合膜加工性能研究

《全氟磺酸复合膜加工性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要全氟磺酸复合膜加工性能研究本文针对其转型前全氟磺酰树脂的各种性能参数进行了深入的研究，根据其特有的加工流动性能，采用符合该树脂的熔融挤出流延成膜工艺，复合制备全氟磺酸离子交换薄膜。本实验选取了几种不同离子交换容量(IEC值)的氟型全氟磺酸离子交换树脂(PFSR)，分别利用热失重分析(TGA)、熔体流动速率仪(MFI)、毛细管流变仪、哈克扭矩流变仪、X射线衍射(XIm)和红外透射光谱(IR)对不同树脂的熔融加工稳定性、熔体流变性能及挤出树脂的结晶性能进行了全面的分析研究。实验表明，树脂在380℃以下静态稳定性都很好，但当温度升高后随IEC值的升高而下降。低剪切速率下PF

2、SR熔融温度随IEC的升高而明显降低。通过流变学测试得出PFSR树脂为剪切变稀型非牛顿流体，其表观粘度对加工剪切速率敏感。PFSR树脂在高剪切速率下的动态热稳定性能明显下降，当达到240℃以上树脂中会出现微小气泡，其加工和动态热稳定温度随IEC值的降低而增加。通过XRD测试得出PFSR树脂为一种低结晶型聚合物，其结晶能力主要受其IEC值影响，并随其增加而下降。强碱条件下水解生成离子交换基团(一S03Na)，成为全氟磺酸离子交换树脂。对转型前后树脂各项性能指标进行对比测试，其红外透射光谱(IR)发生了很大改变，热稳定性、结晶性能和熔融加工性能大幅下降，I但是力学强度明显增加

3、。在实验中改善全氟磺酸离子交换膜的制备工艺，采用熔融流延挤出方法来制备不同IEC值的全氟磺酸离子交换薄膜，并对加工设备、模具选择。关键词：全氟磺酸，离子交换膜，流延挤出，流变性能，流延薄膜摘要ResearchonfabricatingandProcessingPerformanceofperfluorosulfonateionexchangemembranetechnologyABSTRACTInthispaper,wecarefullyresearchedonallkindsofperformanceofPerfluorosulfonatedion—exchangedr

4、esins(PFSR)beforeitwashydrolyzed．weusedthemeltcastingtechnologytobecomemembrane，towhichfabricatethecompositemembraneaccrondanttoPFSR’Scharacteristics．ThisprocesstechnologyisbasedonPFSR’Sspecialrheologyperformance．ManykindsofperfluorosulfonylfluorideresinswithdifferentIECvalueswerechosento

5、becandidatesforpreparingtheperfluorosulfonatefluorideion—exchangemembrane(PFSIEM)．Thermalstability,rheologyofthePFSRandcrystallinityofthePFSRwerestudiedbymeansofTGA，MFI，capillarityrheometer,HakketorqueandXRD．LaboratorytestsshowthatthestaticthermalstabilityofPFSRsareperfectunder380*C，butth

6、eydecreasewithriseofIECvalueswhenpersistentoverheating．AtalowrateofsheaLmeltingtemperatureofPFSRsdecreaseswithincreasesofIEC．ThroughttherheologytestingshowsthatPFSRsareshearthinnedfluidandtheirappearentviscosityaresensitivetoshearrate．DynamicthermalstabilityofPFSRsaredegrade北京化工大学硕一Ij学位论文

7、distinctlyunderhighshearrate，andtinybubbleswillappearwhenarriveat240。C．theirdynamicthermalstabilityincreasewithdecreaseofIECvalues．XRDtestsshowsthatPFSRisakindoflowcrystallinepolymerandthedegreeofcrystallizationismainlyinfluencedbyIECvaluesanddecreasewithitsincrease