PTFE乳液制備PTFE、ZrO2微孔膜及性能研究

以聚四氟乙烯(ptfe)乳液為原料,選定化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性優(yōu)異的納米二氧化鋯(zro2)為增強劑,制備出ptfe/zro2復合微孔膜,并通過x射線衍射儀對ptfe/zro2復合微孔膜樣品的結晶性能進行了表征,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間等因素對ptfe/zro2復合微孔膜結晶性能的影響。結果表明,復合微孔膜的結晶度與拉伸倍數(shù)、熱處理溫度和熱處理時間成正比,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℃、熱處理時間為10min時,制成的復合微孔膜綜合性能最佳。

以聚四氟乙烯(ptfe)細粉料為原料通過一系列機械操作:推擠、滾壓和拉伸制得雙向拉伸微孔膜.膜的孔性能由gtl-d孔徑測定儀和掃描電鏡觀察膜形態(tài)結構來測定.實驗結果表明:ptfe粉料和拉伸條件影響相互聯(lián)系的各項膜孔性能數(shù)據(jù),而在不同機械操作階段的膜形態(tài)結構又有顯著的差別.雙向拉伸微孔膜是呈孔徑大小較均勻的纖維網(wǎng)狀結構.

應用透濕杯法測量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測試結果的影響。結果表明,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。

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

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-結點"的網(wǎng)狀微孔結構。隨著縱向拉伸倍數(shù)的增加,微孔膜結構中的結點變小,纖維變細,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溶液為進料液和滲透液,進行滲透蒸餾濃縮實驗。研究了膜孔徑、滲透液和進料液的濃度、流速等對滲透通量和截留率的影響。結果表明,增大ptfe平板微孔膜孔徑、提高滲透液的濃度以及進料液和滲透液的流速可提高滲透通量。整個實驗過程中,4種ptfe平板微孔膜對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)對其進行修飾,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濃度等對平板膜疏水性和微孔結構的影響,并研究了其膜蒸餾性能。結果表明,改性后sio2納米粒子可均勻附著和內嵌在膜的原纖-結點網(wǎng)絡結構內;當mtes/teos的比例和fas-17濃度增大時,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mtes/teos的比例為1∶1,fas-17濃度為4%(質量分數(shù))時,改性膜的wca達到154°,滾動角(ra)為8°,達到超疏水效果;由于超疏水作用,改性膜在膜蒸餾運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。

以鎂(mg)為可燃物質,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,研究兩種制膜工藝在性能上的差異,并對其附著力、薄膜粒度和燃速進行了測量。結果表明,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。

　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復合膜用于質子交換膜燃料電池(pemfc).并對該復合膜的吸水率,電導率,機械強度及其裝配的電池性能進行了測試.與其它均質膜相比,復合膜明顯降低了吸水率,同時也降低了電導率,增加了機械強度.在電池溫度為80℃,h2/o2壓力為0.2/0.2mpa條件下,兩種復合膜裝配電池的性能優(yōu)于nofion115膜.低ew值的復合膜電池性能優(yōu)于高ew值的電池性能,但電池穩(wěn)定性相對較差.

研究了具有優(yōu)異耐熱性的聚酰亞胺膠黏劑對聚四氟乙烯微孔薄膜的粘接性能。結果表明,聚酰亞胺膠黏劑對未經(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,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,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,等離子處理的粘接效果要好于鈉萘處理的情況。

ptfe膜材料主要由玻璃纖維基材和ptfe(polytetrafluoroethylen，聚四氟乙烯)涂層構成。ptfe化學性質穩(wěn)定，抗?jié)穸茸兓坝袡C物質的破壞，防火并且不易老化，涂覆之后可提高織布的抗拉強度及彈性系數(shù)。根據(jù)中國工程建設標準化協(xié)會標準——《膜結構技術規(guī)程》，ptfe膜材料根據(jù)強度、重量和厚度分為a、b、c、d、e5個級別；該類膜材質量保證期在10～15年，膜結構設計使用年限在25年以上。ptfe膜材采用日光漂白技術，出廠顏色為米白，安裝使用一個階段后在日光作用下變?yōu)榘咨?/p>

采用模板法和化學鍍相結合的方法,初步制備了fe-ni/ptfe無機磁性復合膜,并考察主要影響因素:fe2+/ni2+、ph、反應時間、溫度對其單位質量磁化率的影響,獲得了制備fe-ni/ptfe的較佳條件。發(fā)現(xiàn)fe2+/ni2+和溶液ph對磁化率的影響比較大,引入外加電場作用后,磁化率明顯增加。

研究了疏水性聚四氟乙烯(ptfe)微孔膜的結構、潤濕性、可重復使用性以及在不同溫度、ph下對煤油、汽油和柴油的分離速率的影響。結果表明,在常溫下,ptfe微孔薄膜對含油廢水中油的去除率可達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;對不同的含油廢水有著不同的分離速率,其中對汽油的分離速率最高,穩(wěn)定后可達800l/(m2.h),煤油次之,對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使用性,是一種非常理想的油水分離膜。

建筑用PTFE膜材應力松弛和徐變性能研究

研究了雙向拉伸工藝對膨體聚四氟乙烯(ptfe)薄膜結構的影響.結果表明,橫向擴幅倍數(shù)、縱向擴幅倍數(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膠體對聚四氟乙烯（ptfe）微孔膜進行親水改性。探討了吸附劑用量、氨水用量、浸漬溫度、浸漬時間和分散劑聚合度對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ptfe微孔膜的親水性、化學成分和顯微結構進行分析。實驗結果表明：浸漬溫度20℃，浸漬時間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，ptfe微孔膜的吸附量達到最大值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°。

廢水中的三價鉻在自然環(huán)境中容易轉化為毒性更強的六價鉻?？刂撇⒒厥諒U水中的三價鉻可達到節(jié)約資源和降低污染的目的。采用減壓膜蒸餾(vmd)分離裝置,實驗探討了不同平均孔徑大小的聚四氟乙烯(ptfe)微孔膜對處理含鉻(iii)溶液的膜通量、截留率等影響,研究了進料濃度、進料溫度對分離性能的影響。實驗結果表明,對于膜孔徑較小的膜,膜內的傳質阻力成為主要因素,膜內的傳質是vmd過程的控制步驟。

本文以不同孔徑的聚四氟乙烯(ptfe)為基膜,采用化學鍍法分別將ag、pd沉積到ptfe膜孔及膜面上,制得了鍍層均勻、結合力較好的pd-ag/ptfe復合膜,并考察了ptfe基膜孔徑對鍍層結合力的影響,以及化學鍍工藝對金屬鈀沉積速率、復合膜孔結構和截面電阻率的影響。結果表明,適當?shù)幕た捉Y構有利于提高鍍層結合力;ptfe膜經(jīng)化學鍍修飾后,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,且孔徑減小順序與截面電阻率減小順序一致。

PVDF與PTFE

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

介紹了ptfe膜材的單軸拉伸試驗方法,對該膜材在0°,15°,30°,45°,60°,75°,90°這7個偏軸方向的拉伸試驗特征進行了分析,并討論了其拉伸斷裂破壞機理及適用的相關強度準則,最后進行了應變速率分別為10%,25%,50%,100%,200%,500%min-1的單向拉伸試驗,得到了相應的斷裂強度、斷裂延伸率的變化規(guī)律.結果表明:ptfe膜材是典型的正交各向異性材料;利用tsai-hill強度準則能夠對ptfe膜材的抗拉強度做出較好的預測;ptfe膜材的抗拉強度隨著應變速率的增加略有增加,而斷裂延伸率則略有減少,且與應變速率的對數(shù)呈較好的線性關系.

研究了覆膜濾料用ptfe微孔薄膜生產(chǎn)過程中對橫拉部分放卷機的張力控制。建立了張力控制的數(shù)學模型,對張力調節(jié)原理和張力控制系統(tǒng)進行研究。經(jīng)過理論分析和應用實例驗證,實際激磁電流最大值低于磁粉制動器額定激磁電流,試驗型號的磁粉制動器適用于ptfe微孔薄膜生產(chǎn)過程中橫拉放卷的張力控制。

本文采用溶膠凝膠法,以聚四氟乙烯乳液(ptfe)和硅溶膠(sio2)為主要原料,在玻璃基片上制備了一種有機-無機雜化薄膜。利用接觸角測量儀和掃描電鏡等手段對樣品薄膜表面的接觸角大小和顯微結構進行了表征和分析,通過正交試驗和方差分析考察了原料配比、水浴溫度和陳化時間對薄膜表面接觸角影響的顯著性大小,并對疏水薄膜的工藝及顯微組織進行了研究。結果表明,影響接觸角的顯著性依次是:原料配比>水浴溫度>陳化時間;當vptfe:vsio2:vh2o=10:15:5(ml)時,常溫下制備的溶膠在陳化24h后所制樣品薄膜的靜態(tài)接觸角為98.73°,薄膜具有疏水性,此時薄膜具有凹凸不平的粗糙結構,表面有微米級的溝槽、凸起和線條狀組織。