氟化工明星產(chǎn)品——全氟磺酸樹脂2022年9月21日
全氟磺酸樹脂材料是組成質(zhì)子交換膜燃料電池最為核心的原材料之一，一方面對(duì)于電池膜的技術(shù)要求很高，只有極少企業(yè)掌握了這種技術(shù)工藝。另一方面由于原料四氟乙烯是高?；瘜W(xué)品，量產(chǎn)全氟磺酸樹脂材料，只有具備實(shí)力的大型氟化工企業(yè)才能做到。
全氟磺酸樹脂具有耐熱性好、化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)、機(jī)械強(qiáng)度高、熱熔融加工性好等優(yōu)點(diǎn)，是已知最強(qiáng)固體超強(qiáng)酸。在現(xiàn)代工業(yè)上，全氟磺酸樹脂的主要用途是制造薄膜。
全氟磺酸樹脂制備一般是以帶有磺酰氟基的全氟乙烯基醚單體與四氟乙烯為原料進(jìn)行共聚制得。能用于生產(chǎn)質(zhì)子交換膜的全氟磺酸樹脂技術(shù)壁壘高，在原料選擇、合成工藝等方面需要有較好的技術(shù)。
全氟磺酸樹脂通常都是在加熱到熔融狀態(tài)后（一般溫度控制在160-230℃之間）進(jìn)行擠塑成膜的，成單膜后還需加熱到軟化狀態(tài)進(jìn)行復(fù)合和增強(qiáng)，所以作為全氟離子膜主要基體材料的全氟磺酸樹脂必須具有能熔融加工的性能。全氟磺酸樹脂具有良好的熱穩(wěn)定性，它可以在200℃左右的溫度下長時(shí)期保持穩(wěn)定。
應(yīng)用20世紀(jì)70年代，全氟磺酸樹脂被美國杜邦研發(fā)問世。現(xiàn)階段，全氟磺酸樹脂主要用于加工質(zhì)子交換膜與離子交換膜，質(zhì)子交換膜可應(yīng)用于燃料電池、液流電池隔膜領(lǐng)域，離子交換膜可應(yīng)用于氯堿工業(yè)、電解制氫、廢酸回收等領(lǐng)域。
受益于全球能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，拉動(dòng)燃料電池需求不斷上升。質(zhì)子交換膜是燃料電池的核心組成部分之一，而全氟磺酸樹脂是制造質(zhì)子交換膜的關(guān)鍵材料，因此其市場需求快速增長。
全氟磺酸的結(jié)構(gòu)及形貌模型
全氟磺酸膜的應(yīng)用原理是這樣的：將其放置于電堆中，作為陰陽極阻隔物，利用陽極中的氫氣和陰極中的氧氣，經(jīng)過全氟磺酸膜完成電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生離子交換效應(yīng)而釋放出電子，外接電路形成電流。由于反應(yīng)過程中氫離子會(huì)透過全氟磺酸膜與氧離子結(jié)合只生成成水，所以它不會(huì)產(chǎn)生污染。
在國家政策的推動(dòng)下，我國燃料電池汽車產(chǎn)量將快速上升，會(huì)拉動(dòng)質(zhì)子交換膜需求快速增長，為全氟磺酸樹脂行業(yè)提供巨大發(fā)展空間。現(xiàn)階段，我國市場需求主要依靠進(jìn)口，未來進(jìn)口替代空間巨大。
來源：巨化股份