聚偏氟乙烯-聚苯乙烯陽離子交換合金膜的制備及性能表征.pdf

1、本文結(jié)合國內(nèi)現(xiàn)有的離子交換樹脂產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和傳統(tǒng)異相離子交換膜的制造工藝，提出了一種具有半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的陽離子交換合金膜的制造方法，制得了性能優(yōu)良的聚偏氟乙烯/聚苯乙烯(PVDF/PSt)陽離子交換合金膜，并對合金膜的性能（離子交換容量、含水率、面電阻、遷移數(shù)、濃差鹽擴(kuò)散系數(shù)、爆破強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性等）進(jìn)行了研究，考察了膜骨架材料聚偏氟乙烯的用量比例及交聯(lián)劑二乙烯基苯的含量對膜性能的影響。最后將合金膜組裝成膜堆后置于電滲析器中進(jìn)行脫鹽實(shí)驗(yàn)，評

2、價(jià)其在電滲析過程中的實(shí)際表現(xiàn)。
　　以聚偏氟乙烯、苯乙烯為原料，利用溶液聚合的辦法制備了具有半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子聚合物合金顆粒，然后以濃硫酸作為磺化劑，得到了離子交換合金顆粒。紅外譜圖顯示在波長為1039cm-1處出現(xiàn)的S=O伸縮振動峰，以及1128cm-1、1009cm-1處出現(xiàn)的基團(tuán)特征峰，充分說明了具有陽離子交換功能的磺酸基團(tuán)被成功引入了合金顆粒之中。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)隨著合金顆粒的交聯(lián)度增加，磺化速率下降，達(dá)到相同磺化程度所

3、需的磺化時(shí)間增加，而在磺化前將合金顆粒用二氯乙烷溶脹，可以很好的提高磺化速率。
　　借鑒傳統(tǒng)異相離子交換膜的制造工藝，將磺化合金顆粒經(jīng)過粉碎、混煉和開煉之后壓延成膜。膜截面的SEM照片顯示磺化聚苯乙烯功能區(qū)域在聚偏氟乙烯膜骨架內(nèi)均勻分布，并且隨著交聯(lián)度的增加，膜結(jié)構(gòu)變得更為致密。制備的合金膜的面電阻處在3.0-6.6O·cm2這一范圍，陽離子選擇透過性大于90％，致密的膜結(jié)構(gòu)使其鹽擴(kuò)散系數(shù)下降，并且不需要嵌入增強(qiáng)網(wǎng)布即擁有了0.6