丙烯酸水溶液聚合法制备PTFE/PAA/Nafion膜及其性能

作     者：贾红军 张佳涛 马卓利 王恒 杨欣瑜 杨加志 JIA Hongjun;ZHANG Jiatao;MA Zhuoli;WANG Heng;YANG Xinyu;YANG Jiazhi

作者机构：南京理工大学化学与化工学院南京210094 江苏三蝶化工有限公司泰州225443 

出 版 物：《高等学校化学学报》 (Chemical Journal of Chinese Universities)

年 卷 期：2022年第43卷第11期

页      面：250-258页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070305[理学-高分子化学与物理] 0703[理学-化学] 

基　　金：江苏省重点研发计划项目(批准号:BE2018051)资助。 

主　　题：低成本 质子交换膜 聚四氟乙烯膜 亲水改性 机械强度 

摘      要：采用廉价的多孔聚四氟乙烯(PTFE)膜作为基底,用少量的Nafion与PTFE膜复合可制备低成本的质子膜.但疏水性的PTFE膜与亲水性的Nafion膜结合性不佳.基于此,本文对疏水性的PTFE膜材料表面进行设计,先采用丙烯酸对疏水性的PTFE膜表面进行亲水性改性,再喷涂亲水性Nafion膜,完成低成本PTFE/PAA/Nafion膜的制备.实验结果表明,改性前的PTFE膜材料水接触角为150°,改性后的膜接触角变为55.6°,亲水性大幅上升,膜的机械强度和尺寸稳定性(断裂强度为25.2 MPa, 80℃下的溶胀率为11.9%)均优于Nafion117膜,而Nafion用量则节省了60%. PTFE/PAA/Nafion膜具有高质子导通率(80℃下达到131.9 m S/cm),接近于Nafion117膜,最大功率密度可以达到404.2 mW/cm^(2).