浅议溶液钢带流延法制备全氟磺酸离子交换膜-

论文导读：
摘要：全氟磺酸离子交换膜以其全氟结构和特有的离子交换功能使其具有优异的力学性能、物理性能、化学性能及电化学稳定性能，具有其他材料无可比拟的优势。被广泛运用于燃料电池、氯碱工业、电解水及其他电化学领域，是未来进展清洁能源所需的关键核心材料。本实验采取了钢带流延机来制备全氟磺酸离子交换膜，是对全氟磺酸离子交换膜溶液流延策略的新尝试。传统的熔融挤出策略适合于连续化生产，但是熔融挤出的产品需要转型。溶液流延策略却可以直接得到离子型产品，但是工艺历程较为繁琐。实验采取溶液钢带流延法制备全氟磺酸离子交换膜，分别对不同质量分数的全氟磺酸树脂溶液的制备、制膜液的制备以及流延工艺进行了探讨。采取低沸点溶剂乙醇和丙醇溶解全氟磺酸树脂制得了质量分数以3%-10%的全氟磺酸树脂溶液，确定了最佳的溶解时间和溶解温度，制备出不同浓度的全氟磺酸树脂溶液。采取五种高沸点溶剂来制备制膜液，五种高沸点溶剂分别为N-N二甲酰胺（DMF）、乙二醇(EG)、N-吡咯烷酮(NMP)、1,2-丙二醇、二亚砜(DMSO)，确定了高沸点溶剂用量，探讨了烘干温度与烘干时间对制膜液的影响；确定了钢带流延的最佳工艺；深入探讨了成膜时间与成膜温度对成膜的影响。对所制备出的薄膜进行了水合性能、尺寸稳定性以及力学性能的测试。关键词：全氟磺酸离子交换树脂论文全氟磺酸离子交换膜论文低沸点溶剂论文高沸点溶剂论文钢带流延论文成膜论文
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ABSTRACT6-14
第一章 绪论14-28

1.1 PFSIER的介绍14-16

1.1 PFSIER的分子结构14-15

1.2 PFSIER的微观结构15-16

1.2 PFSIEM 介绍16-18

1.2.1 PFSIEM 的结构16-17

1.2.2 PFSIEM 的离子交换原理17-18

1.3 PFSIEM 的运用18-23

1.3.1 PESIEM 在燃料电池（FUEL CELL）和钒电池(VRB)中的运用19-21

1.3.2 PESIEM 在氯碱工业中的运用21-23

1.4 PFSIEM 的制备策略23-26

1.4.1 凝胶挤出流延法24

1.4.2 熔融挤出压延薄膜法24-25

1.4.3 熔融挤出流延法25-26

1.5 本课题探讨内容和作用26-28

第二章 全氟磺酸离子交换树脂溶液的制备28-38

2.1 原料及设备28-29

2.

1.1 实验原料28

2.

1.2 实验设备28-29

2.2 PFSIER溶液的制备29-30

2.3 PFSIER溶液的制备结果与讨论30-35

2.3.1 溶剂的选择30-33

2.3.2 溶解温度的选择33-34

2.3.3 溶解时间的选择34-35

2.4 不同浓度的 PFSIER溶液的制备35-37

2.5 本章小节37-38

第三章 制膜液的制备38-46

3.1 原料及设备38-39

3.

1.1 实验原料38-39

3.

1.2 实验设备39

3.2 制膜液的制备39-43
3.

2.1 高沸点溶剂用量的影响41

3.

2.2 烘干温度和时间的影响41-43

3.3 本章小节43-46
第四章 溶液钢带流延法制膜46-64

4.1 原料及设备46-49

4.

1.1 实验原料46-47

4.

1.2 实验设备47-49

4.2 薄膜制备49-62
4.

2.1 溶液钢带流延薄膜的制备工艺50-51

4.

2.2 成膜温度对PFSIEM的成膜性能的影响51-52

4.

2.3 成膜温度对PFSIEM的热稳定性的影响52-53

4.

2.4 成膜温度对PFSIEM的结晶性能的影响53

4.

2.5 成膜温度对PFSIEM的 IEC 值的影响53-54

4.

2.6 成膜温度对PFSIEM的拉伸强度和溶胀度的影响54-56

4.

2.7 成膜温度对PFSIEM的水合性的影响56-57

4.

2.8 成膜时间对PFSIEM的成膜性能的影响57-58

4.

2.9 成膜时间对PFSIEM的结晶性能的影响58

4.

2.10 成膜时间对PFSIEM的 IEC 值的影响58-59

4.

2.11 成膜时间对PFSIEM的拉伸强度和溶胀度的影响59-61

4.

2.12 成膜时间对PFSIEM水合性的影响61-62

4.3 本章小节62-64
第五章 不同高沸点溶剂对PFSIEM的性能影响64-78

5.1 钠型PFSIEM的转型64

5.2 PFSIEM的性能测试策略64-66

5.3 结果与讨论66-77

5.

3.1 不同高沸点溶剂对PFSIEM的热稳定性能的影响66-67

5.

3.2 不同高沸点溶剂对PFSIEM的结晶性能的影响67-68

5.

3.3 不同高沸点溶剂对PFSIEM的水合性能的影响68-73

5.

3.4 不同高沸点溶剂对PFSIEM的力学性能的影响73-74

5.

3.5 不同厚度的PFSIEM的水合性能74-76

5.

3.6 不同厚度的PFSIEM的尺寸稳定性76-77

5.

3.7 不同厚度的PFSIEM的力学性能77

5.4 本章小节77-78
第六章 结论78-80
参考文献80-84
致谢84-86
作者攻读学位期间发表的学术论文86-88
作者和导师介绍88-89
附件89-90