一种聚苯乙烯/聚偏氟乙烯阳离子交换膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种聚苯乙烯/聚偏氟乙烯阳离子交换膜的制备方法，该方法以聚偏氟乙烯为膜基体材料，先将它溶解后再与苯乙烯、交联剂充分混合，得到均相的高分子溶液，随后热引发交联共聚，得到具有互穿网络结构的胶状物，再经过高分子物理加工处理，得到聚苯乙烯/聚偏氟乙烯复合粉末，然后借鉴强酸性阳离子交换树脂的磺化方法制备出阳离子交换粉末，最后用异相阳离子交换膜的热压成型方法制得阳离子交换膜。用本发明制得的聚苯乙烯/聚偏氟乙烯阳离子交换复合高分子膜，具有互穿网络结构，消除了传统异相阳离子交换膜中阳离子交换树脂粉与高分子粘结剂之间并不相容的结构缺陷，膜电阻因此大为降低，综合性能接近于均相阳离子交换膜。

主权项

一种聚苯乙烯/聚偏氟乙烯阳离子交换复合膜的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：（1）先将含有苯乙烯、交联剂和引发剂的苯乙烯聚合溶液，加到聚偏氟乙烯溶液之中，充分混合，得到均相的苯乙烯/聚偏氟乙烯混合溶液；（2）再将混合溶液加热，聚合之后得到聚苯乙烯/聚偏氟乙烯胶状物；将胶状物挤出、热水沉淀固化、拉丝、造粒，得到聚苯乙烯/聚偏氟乙烯复合颗粒；将复合颗粒烘干，粉碎，得到聚苯乙烯/聚偏氟乙烯复合粉末；（3）然后在反应釜中将复合粉末磺化，洗涤，烘干，制得聚苯乙烯/聚偏氟乙烯阳离子交换粉末；（4）将阳离子交换粉末投入密炼机中，添加颜料、增柔剂、抗氧化剂和脱模剂，密炼，出料；然后送入开炼机中，开炼，拉片，得到聚苯乙烯/聚偏氟乙烯预制阳离子交换膜；最后将预制膜上下表面各嵌入一层增强网布，送入油压机中热压，冷却，即制得聚苯乙烯/聚偏氟乙烯阳离子交换膜；    所述步骤（1）中所采用的交联剂为二乙烯基苯或二甲基丙烯酸乙二醇酯；交联剂的使用量为苯乙烯质量的2%~12%；    所述步骤（1）中的苯乙烯/聚偏氟乙烯混合溶液，其中含有的苯乙烯与聚偏氟乙烯的质量比为1: 4~1: 0.4；    所述步骤（4）中的密炼和开炼温度为160~200℃，时间为10~60分钟；所述步骤（4）中的热压温度为160~200℃，压力为10~60兆帕，热压时间为15~60分钟。