均相离子交换膜制备技术开发
技术描述
由上海交通大学开发的系列均相阴、阳离子交换膜，采用辐射接枝工艺直接对高分子材料改性而得，通过改变接枝反应条件，可制得均相阴、阳离子交换膜。它们分别对应不同的离子交换容量、膨胀性能及膜电阻，从而实现了通过改变实验条件控制产品性能。聚合物基体可直接以薄膜的形式去接枝，省去了目前商业化离子交换膜生产过程中的流延成膜或压延成膜步骤，可见其操作的简单性。该产品具有耐酸、耐碱、耐氧化，膜面光滑，电化学性能优良等特点，是优于异相离子交换膜的全新产品，产品性能达到了国际先进水平，可以完全替代进口产品。产品广泛应用于国防、冶金、污 水净化、电化学、化学工业领域。
技术优势
目前已商业化均相阳离子交换膜的制备是把苯乙烯、二乙烯基苯及其它成分糊涂在聚氯乙烯或聚丙烯增强网上，而后加热制得基膜，再通过化学反应引入磺酸基团。由于发烟硫酸或氯磺酸磺化试剂具备强氧化性，磺化后膜的机械性能往往受到严重破坏。另外，增强材料会使得膜的电化学性能如电导率和离子选择性降低。鉴于目前已商业化阳离子交换膜尚存在某些缺陷及现用辐射法制备此膜步骤复杂，我们提出利用二元接枝体系一步法实现聚烯烃的辐射接枝磺化。设计一个丙烯酸类单体和乙烯基磺酸盐单体共存的二元接枝体系，从而一步法在聚烯烃上引入磺酸基团，得到均相离子交换膜。辐射法制备离子交换膜以现成的一定厚度的聚合物膜作为改性对象，少去了引发剂引发共聚合法制备交换膜时的流延成膜步骤，在大大降低离子交换膜制备成本的同时可提高其对离子的选择性。另外，辐射改性法制备离子交换膜的方法相比化学共聚法更加灵活、可控；该方法是一种无毒、绿色的离子交换膜制备方法。
效果指标
1. 交换量（Meq/g，干）：阳膜，2.3±0.2 阴膜，1.6±0.2. 2. 选择透过性（%，在0.2MKCl中，25℃时):≥96.3. 3. 面电阻 （Ω·cm2）：≤0.1 4. 厚度（mm）：0.02±0.005 5. 抗氧化降解均相膜在电渗析装置或燃料电池中的运行耐久性（h）：≥15000