高亲水性聚四氟乙烯微粉的制备及其性能研究

通过预辐射接枝方法在聚四氟乙烯(PTFE)微粉上成功接枝丙烯酸(AAc)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS),制备了高亲水性的PTFE微粉.采用红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和接触角(CA)测试表征了改性PTFE微粉的化学结构和亲水性变化;采用扫描电子显微镜(SEM)观察改性PTFE微粉表面形貌;采用电泳法测试了改性PTFE微粉的zeta电位;通过热重分析(TGA)测试了辐射接枝对PTFE微粉热稳定性的影响.结果表明,改性PTFE微粉亲水性和分散稳定性随着接枝率的增加而增强;在单体浓度为20%,AAc与AMPS之比为2且反应温度为70℃时接枝率达到26.6%,此时改性样品PTFE-g-P(AAc-co-AMPS)在水溶液中的分散稳定性效果较好,并能够长期稳定存在.水接触角由改性前的148.8°下降到改性后的30.2°,对应的zeta电位从-4.3 m V降为-83.4 m V.     

钼的X射线荧光分析方法及其在高压开关用塑料质量控制中的应用

功能型聚四氟乙烯(PTFE)塑料质量控制的一个重要环节是其中Mo的分析,而PTFE塑料耐腐蚀耐高温性质使得其Mo的分析面临很多挑战。本工作采用单体PTFE材料模拟PTFE塑料,建立了分析PTFE塑料中Mo的X射线荧光分析法(XRF)。该方法绕开了PTFE塑料湿法及高温处理的难题,简化了PTFE塑料样品的处理过程,方法的定量范围(线性范围是0.05%～2.00%)和准确度(回收率为90%～110%)都满足高压开关用塑料中Mo的分析要求。该研究为高压开关企业开展质量控制提供了可靠的方法。     

电化学法测定聚合物制品中的聚四氟乙烯含量

基于聚四氟乙烯(PTFE)在氧气中燃烧生成HF等含氟气体,溶于缓冲溶液后能转化为氟离子的特性,建立了利用氟离子选择电极测定聚合物制品中PTFE含量的电化学分析方法。根据对聚四氟乙烯/聚乙烯(PTFE/PE)混合蜡、PTFE改性工程塑料、PTFE改性轴承等一系列样品的测试,发现该方法不仅精确度高,而且可操作性强,在PTFE含量大于10%时,测量误差小于2%。方法非常适用于含PTFE制品的质量控制和未知样品的分析测试。     

超疏水聚苯胺/聚四氟乙烯复合膜的制备及油-水乳液分离性能

以苯胺为原料,采用原位聚合法在聚四氟乙烯(PTFE)基体上合成聚苯胺/聚四氟乙烯(PANI/PTFE)复合膜.利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外-可见吸收光谱(UVVis)和静态水接触角测试对PANI/PTFE复合膜的形貌、结构和浸润性进行分析,并对其油包水乳液分离性能、通量和循环使用性能进行了测试.研究结果表明,PANI/PTFE复合膜仅在重力条件就能有效分离油包水乳液;而且重复数十次过滤后,PANI/PTFE复合膜仍具有良好的抗污能力和分离性能.     

以Zn-PTFE复合电极电合成频那醇

研究以自制的Zn PTFE复合电极为阴极电合成频那醇 (2 ,3 二甲基 2 ,3 丁二醇 )。探讨了复合电极中PTFE含量、阴极电流密度、电解液温度、电解电量对频那醇产率的影响。实验结果表明 ,以Zn PTFE(PTFE 6 2 5 (wt) % )复合电极为阴极 ,当阴极电流密度为 2 5A·dm-2 、电解液温度为 1 5℃、电解至理论电量的 1 4 0 %时 ,电合成频那醇的产率可达 5 3 6% ,产品的红外谱图与标准谱图相符。     

磁控溅射法制备CeO_2/PTFE/Nafion复合膜及性能研究

采用磁控溅射法在聚四氟乙烯(PTFE)微孔膜表面溅射CeO_2,制备了CeO_2/PTFE复合膜.利用接触角、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和拉伸强度等对复合膜的亲水性、元素组成、形貌和机械强度进行测试,研究了溅射时间和溅射功率对膜性能的影响.结果表明,在溅射功率为40 W,溅射时间为120 s时,CeO_2/PTFE复合膜亲水性和拉伸强度都相对较好.在CeO_2/PTFE复合膜上浇铸Nafion树脂,制备的CeO_2/PTFE/Nafion复合膜含水率达到30%,离子电导率达到0.071 S/cm.     

丙烯酸水溶液聚合法制备PTFE/PAA/Nafion膜及其性能

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 mS/cm), 接近于Nafion117膜, 最大功率密度可以达到404.2 mW/cm².     

聚四氟乙烯和石墨对聚醚酰亚胺摩擦学性能的影响

将聚四氟乙烯(PTFE)和石墨两类减摩耐磨填料填充到聚醚酰亚胺(PEI)中,表征其摩擦性能,利用扫描电子显微镜分析了磨损表面的显微结构,并分析了磨损机制.研究结果表明,PTFE和石墨的填充明显改善了PEI的摩擦磨损性,摩擦系数降低到0.3以下(纯PEI的摩擦系数为0.41),磨损率降低了3个数量级.在PTFE体系中,PTFE质量分数为10%时,PEI基共混材料的摩擦系数最低为0.23;而在质量分数为15%的石墨体系中,PEI基共混材料摩擦系数最低为0.27.磨损率随着填料含量的增加而逐渐下降,在填料质量分数为20%之后,摩损率下降平缓.因此PTFE和石墨的填充对PEI的摩擦学性能起到了很好的改善作用,而且PTFE比石墨的改善效果更优益.共混物的机械性能测试结果表明,在填料质量分数为5%~15%时,共混物具有良好的机械性能.     

聚四氟乙烯、有机硅复合改性聚氨酯/环氧树脂共混聚合物的合成及其低表面能特性

以甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇为主要原料制得—NCO封端的预聚体,按一定比例和环氧树脂E-51混合均匀;另用氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷(D4)合成一系列分子量不同的氨基聚硅氧烷,用多元胺作固化剂,并以聚四氟乙烯(PTFE)粉末为填料,合成一系列由PTFE、有机硅共同改性的聚氨酯/环氧树脂共混聚合物。测试了其力学性能、表面接触角、吸水率,同时进行了扫描电镜(SEM)以及表面电子能谱(ESCA)分析。结果表明:所制得的共混聚合物具有很低的表面能和良好的综合性能,PTFE和氨基聚硅氧烷对降低聚氨酯/环氧体系的表面能具有明显的复合效应。     

聚四氟乙烯纤维加工技术北大核心CSCD

汇总了膜裂、乳液纺丝、糊料挤出等三种聚四氟乙烯(PTFE)纤维成型方法。研发了强剪切挤出口模等六项技术控制裂膜纤维的细度、均匀性、力学性能、热收缩率,形成工业化裂膜长丝和短纤加工技术;提出PTFE/PVA(聚乙烯醇)共混、利用硼酸与PVA的络合特性制备凝胶纺丝液并纺制PTFE短纤的思路,研究了烧结和牵伸对纤维的影响,形成凝胶法PTFE短纤加工技术;根据PTFE树脂剪切作用下原纤化特征,设计了导入口、导入段锥度和毛细孔长径比控制初生纤维强度的糊料挤出口模,筛选了润滑剂,形成糊料挤出PTFE长丝加工技术。     

质子交换膜燃料电池阴极催化层疏水性优化（英文）

本文采用CCM法(catalyst coated membrane)技术,结合单电池极化曲线、电化学阻抗谱、极限电流法和表面接触角等多种表征技术,系统研究了直接聚四氟乙烯(PTFE)分子添加以及PTFE修饰的疏水性碳(PTTE@XC72)等不同疏水化方法对质子交换膜燃料电池(PEMFC)的阴极催化层电化学性能、氧气传输阻抗和质子传输阻抗的影响。在此基础上,通过构建PTFE梯度化疏水性结构来进一步优化PEMFC的性能。结果表明,与添加PTFE@XC72相比,直接添加适量的PTFE分子对膜电极(MEA)性能提升效果更为显著,这主要与该疏水结构可在维持高速质子传导的同时,极大降低催化层的氧气传输阻抗有关。当直接添加的PTFE与催化层中碳载体的质量比为0.1时,MEA呈现最好的性能。在添加PTFE@XC72的MEA中,由于额外的碳颗粒导致催化层厚度增加,延长了反应物质的传输路径,从而使得质子传输阻抗和氧气传输阻抗均上升。在此基础上,通过在催化层不同位置直接添加PTFE构建梯度化疏水性结构。结果表明,当适量PTFE靠近催化层与气体扩散层界面分布时,MEA呈现最好的性能,峰值功率密度比未经疏水性处...     

聚四氟乙烯和聚二甲基硅烷的链尺寸和偶极矩

基于改进的旋转异构态方法,推导了对称双取代基高分子链的均方回转半径和均方偶极矩公式,用于研究聚四氟乙烯(PTFE)、聚二甲基硅烷(PDMS)和聚乙烯(PE)链构象依赖的性质.计算得到长链聚四氟乙烯PTFE4(四态模型)和PDMS的构型参数值分别为0.44·mol0.5·g-0.5和0.43·mol0.5·g-0.5,PDMS链的相应温度系数值-7.32×10-3K-1,它与PTFE和PE的值(约-1.00×10-3K-1)相差较大.得到长链PTFE和PDMS的均方电偶极矩特征比结果都很小,如PDMS链的特征比为0.27,说明虽然PTFE和PDMS的侧基键C—F和Si—CH3都有强极性,但其聚合物却是非极性的电介质,具有较好的电绝缘性能,可见高分子链的构象和结构也对聚合物极性和电学性质有很大的影响.得到短链PTFE和PDMS(重复单元x10)均方偶极矩表现出明显的端点效应,特征比随x的改变而呈现明显的波动,这与Flory等的计算结果一致.     

硅氧烷交联的咪唑基团功能化聚苯醚/聚四氟乙烯耐高温质子交换膜

以聚苯醚(PPO)为基体材料, 通过溴甲基化及咪唑基团功能化, 与聚四氟乙烯(PTFE)复合、 硅氧烷基团水解交联及磷酸掺杂, 制备了兼具高磷酸掺杂含量、 高质子电导率和良好机械性能的高温质子交换膜材料. 以甲基咪唑(MeIm)和咪唑基硅氧烷化合物(SiIm)为功能化试剂(其中咪唑基团提供了磷酸作用位点, 同时SiIm中的硅氧烷基团水解后得到Si—O—Si交联网络结构), 提高了膜材料的机械稳定性. 与PTFE的复合进一步增强了膜材料的机械强度. 结果表明, 复合膜具有较高的电导率和一定的机械强度. 当磷酸掺杂质量分数为242.5%时, PPO-50%SiIm-50%MeIm/PTFE复合膜在160 ℃不加湿条件下的电导率为0.09 S/cm, 室温下的断裂拉伸强度为3.6 MPa.     

微孔聚四氟乙烯增强复合质子交换膜研究

质子交换膜燃料电池(PEMFC)由于具有能量转化率高、环保等特点而受到广泛关注。作为质子交换膜燃料电池核心组件之一的关键材料质子交换膜(PEM)成为燃料电池研究的热点。聚四氟乙烯(PTFE)微孔膜由于具有高的化学和尺寸稳定性,被用来作为复合质子交换膜的增强基底。本文对当前微孔PTFE增强复合质子交换膜的研究进展进行了综述,介绍了微孔PTFE与全氟类离子树脂、部分含氟类离子树脂和非氟类离子树脂等的复合情况,着重说明各种复合增强的类型和方式,并比较了复合改性前后各种膜的物性特点,最后展望了微孔PTFE复合增强膜的未来研究趋势。     

氩等离子体后辉光区对聚四氟乙烯膜表面的优化改性

在理想管式反应器中, 采用Langmuir双电子探针和电子自旋共振(ESR)诊断技术分别定量测定了氩等离子体场中各活性物种的轴向分布, 并利用氩等离子体放电区及后辉光区对聚四氟乙烯(PTFE)进行了表面改性. 通过接触角测量、扫描电子显微镜和X 射线光电子能谱分析比较了改性前后常规及后辉光氩等离子体对PTFE表面结构及性能的影响. 结果表明, 氩等离子体中电子及离子浓度随轴向距离的增大迅速降低, 30 cm后接近于0, 而自由基浓度则降低缓慢, 40 cm处仍为初始浓度的96%. 氩等离子体放电功率、处理时间和气体流量强烈影响着PTFE表面润湿性的改善效果. 后辉光区因抑制电子和离子的刻蚀作用, 强化自由基反应, 使改性效果远优于常规氩等离子体. 经氩等离子体后辉光区短时间(30 s)处理后, PTFE表面化学成分发生了变化, F/C原子比从3.27降至2.30, O/C原子比从0.02增至0.09. 脱氟作用和含氧基团(如CO)的引入是有效改善PTFE表面润湿性的关键因素.     

水热法制备表面修饰的钛酸锶纳米微粉

以工业原料和常用试剂TiCl4、Sr(NO3)2和KOH为基础原料,通过添加表面活性剂十二烷基苯磺酸(DBS),采用水热法制备出表面包裹有DBS的钛酸锶纳米微粉,并应用红外光谱,X射线衍射谱,透射电子显微镜,热分析等一系列手段对其微结构进行了表征.结果表明:样品为表面包裹有DBS的钛酸锶纳米微粉,其形状较为规则,粒度分布较窄,单分散性较好.粒子的平均粒径为120nm,包裹膜的平均厚度为6nm左右.根据X光谱测量,表面修饰后的钛酸锶纳米微粉均以立方相存在.一般体相钛酸锶微粉为极性粉体.而表面修饰后的钛酸锶纳米微粉能够较为稳定地悬浮于非极性液体如正己烷中,说明SrTiO3粉体的极性表面被DBS包裹后,变为非极性.     

交流碳弧法合成碳包碳化铁纳米晶

采用交流碳弧法高效合成碳包碳化铁纳米晶磁性微粉,磁性微粉产率达90%以上.用热重分析法(TG)测得磁性微粉中Fe的质量分数为17.5%.X射线衍射(XRD)分析结果表明,在碳包碳化铁微粉中存在Fe₃C和Fe₅C₂两种结构形式,不含纯Fe晶粒,碳层结构与石墨相似.在透射电镜(TEM)下观察了纳米晶的形貌和粒径分布,碳化铁纳米晶尺寸分布在3～10nm,并呈颗粒状分散在碳层中,碳层为巴基管和巴基葱的堆积体,形状各异,尺寸分布在几十纳米到几微米之间.讨论了碳包碳化铁纳米晶的形成机理.测定了磁性微粉的磁滞回线,其饱和磁感应强度Bs,剩磁Br和矫顽力Hc分别为2.6×10^-2T,2.5×10^-3T和5.52kA/m.     

辉光放电处理聚四氟乙烯：Ⅲ.PTFE表面结构的XPS表征

Yasuda等在用XPS研究离子体处理后的PTFE表面结构时,得到一个包络的C_(1s)峰。本文对此进行探讨。 PTFE膜先在蒸馏水中浸泡1小时,再用热异丙醇洗涤5分钟,然后用去离子水清洗三     

新型气体扩散电极体系高效产H2O2的研究

以自制新型石墨/聚四氟乙烯(PTFE)气体扩散电极在无隔膜体系中进行双氧水发生工艺的优化研究, 主要探讨了不同石墨和PTFE质量比、阴极电位、pH值和氧气流速对H2O2产率的影响. 结果表明, 以石墨和PTFE质量比为2:1的气体扩散电极为阴极, 在pH=3, Na2SO4浓度为0.1 mol•L−1, 氧气流速为0.4 L•min−1, 阴极电位为−0.55 V (vs SCE)时, 2 h后H2O2可以达到60 mg•L−1. 该新型体系有较高的H2O2产率和电流效率(可达60%以上), 且pH值适用范围较广, 可望应用于水中污染物的处理.     

辐射接枝聚四氟乙烯的形态结构与结晶性质

<正> 辐射接枝是高聚物改性的重要方法,它特别适用于一般的化学方法难以实现改性的高聚物,如聚四氟乙烯(PTFE)利用辐射接枝改进粘附性取得较好的效益。 不久以前,Yamakowa等人曾对辐射接枝聚乙烯的结构作了讨论。本文用光学显微镜和X-射线等方法对PTFE辐射接枝苯乙烯(St)-丙烯酸(AA)接枝共聚物的超分子