ного полімеру нагріванням в середовищі апротонного диполярного розчинника до одержання розчину необхідної якості;
) суміщення приготовленого розчину іонообмінного перфторсульфополімера (SO 3 H) в апротонному диполярного розчиннику з розчином модифицирующего полімеру в апротонному диполярного розчиннику;
) нанесення отриманої рідкої композиції на поливальну поверхню, випаровування розчинника і формування мембран.
Недоліками зазначеного способу є:
) неможливість отримання мембран з високою протонною провідністю, пов'язана з тим, що для отримання мембран використовуються модифікуючі полімери з низькою протонною провідністю або полімери, що не містять груп, здатних проводити протони. Так сумарна обмінна ємність композитних мембран з Radel R і Solef R становить 0,91 мг-екв/г, а питома електропровідність відповідно 0,0045 S/см і 0,0072 S/см (див. Приклад 7 і 8 опису до заявки DE 10025937);
) складність приготування розчину іонообмінного перфторсульфополімера, викликана тим, що при отриманні розчину використовують полімер фірми Дюпон, який виділяють відгонкою водно-спиртової середовища з водно-спиртової дисперсії полімеру Нафіон, а потім отриманий полімер знову розчиняють в іншому необхідному розчиннику;
) складність процесу отримання композиції, пов'язана з необхідністю змішування компонентів при високих температурах 180-240 ° С, по всій вірогідності, через те, що вказаний вище іонообмінний перфторсульфополімер має не оптимальну молекулярну масу і кристалічну структуру полімеру, і погану сумісність з модифицирующим полімером;
) необхідність застосування високих температур до 190 ° С при отриманні та формуванні мембран із зазначеної композиції через низьку летючості і високої температури кипіння розчинника;
) обмежена область застосування композитних мембран, так як вони мають невисоку протонну провідність, і електрохімічні властивості ТЕ погіршуються. Така мембрана, наприклад, неефективна при використанні в водень-повітряних паливних елементах, при підвищених температурах експлуатації (вище 80 ° С), в портативних ТЕ та ін.
Технічний результат, досягнення якого забезпечує заявляється спосіб отримання тонких поливних перфторсульфокатіонітових мембран методом поливу з розчину, полягає в можливості регулювання властивостей одержуваної мембрани в процесі виготовлення, збільшенні протонної провідності, у підвищенні механічної міцності мембран, а також в забезпеченні високої хімічної стійкості мембран при тривалій експлуатації, у поліпшенні електрохімічних характеристик мембран.
матриця мембрана електричний поліанілін
1.2 Способи модифікування мембран
Незважаючи на різноманітність існуючих на даний момент іонообмінних мембранних матеріалів, вони не завжди задовольняють зростаючі потреби науки і виробництва. Тому інтенсивно розвиваються роботи в області модифікації мембранних матеріалів і, особливо, отримання гібридних мембран, що містять неорганічні і високомолекулярні компоненти.
Модифікація відкриває широкі можливості отримання мембран з різноманітними властивостями на основі використання порівняно невеликого числа серійно випускаються мембран. Для цього застосовуються зовсім різні підходи, в т. Ч. Створення рельєфній поверхні зі спеціальним профілем. Нещодавно була розроблена нова технологія профілювання, що полягає в пресуванні іонообмінних мембран, попередньо переведених в набряклі стан. Запропонований авторами підхід дозволяє підвищити електропровідність мембран і частку їх активної поверхні за рахунок руйнування плівки поліетилену на поверхні, що формується в ході гарячого пресування. Використання профільованих мембран в електродіалізатор забезпечує більш високі числа переносу противоионов солі, швидкість масопереносу, в порівнянні зі звичайними гладкими мембранами, зростає в 4 рази за рахунок поліпшення гідродинаміки і ефекту електроконвекціі. Перспективною може виявитися і обробка поверхні мембран з використанням низькотемпературної плазми.
Як найбільш перспективні розглядаються роботи, пов'язані з отриманням об'ємно модифікованих гібридних матеріалів типу органіка/неорганіка, широко використовуваних в альтернативній енергетиці. Роботи, пов'язані з модифікацією високомолекулярних мембран нанорозмірними присадками, виявилися більш перспективними, і число досліджень у цьому напрямку вкрай швидко наростає протягом останніх років.
Таблиця 1 - Основні характеристики деяких катіонообменних мембран
МембранаФірма проізводітельТіп мембраниІонообменная ємність, мг-екв/гНабуханіе% Іонна провідність Ом - 1 см - 1Nafion - 117DuPont, СШАгомогенная0.9-1...
