固体浸渍于液体或暴露于蒸气中尺寸不变化的能力。当固体高聚物浸渍于溶剂,溶剂分子会渗入高聚物内部。随后,线型高聚物分子会均匀分散在溶剂中,逐渐形成完全溶解的分子分散的均相体系。对于交联的高聚物,因有交联的化学键束缚,不能再进一步使交联的分子拆散。交联度大的高聚物溶胀度小,交联度小的高聚物溶胀度大。也可以用物理的方法,比如在木材表面涂漆来阻止水分的进入材质,从而也就提高了这一构件的抗溶胀性。

简介

高聚物吸收液体而体积增大的现象。溶胀是否发生,决定于高聚物和液体的性质。线型高聚物先溶胀而后溶解,体型高聚物只溶胀而不溶解,如明胶能在水中溶胀,但在有机溶剂中却不溶胀;橡胶能在苯中溶胀,但在水中却不溶胀。有些高聚物在溶胀后会形成溶胶,如明胶在水中和橡胶在苯中,加热时会形成溶胀。

而抗溶胀性是评估固体高聚物浸渍于液体或暴露于蒸气中尺寸不变化的能力。抗溶胀性越强的固体高聚物浸渍于液体或暴露于蒸气时,其体积变化越小。

相关研究橡胶材料对甲醇汽油的抗溶胀性研究

随着石油资源的短缺和汽油消耗量的不断增大,为缓解越来越严重的石油危机,迫切需要寻找和发展代用燃料。中国工程院院士、清华-BP清洁能源研究与教育中心指导委员会主席倪维斗认为,我国能够代替石油的产品最符合条件的应该是甲醇汽油。甲醇燃料本身含氧,在汽车发动机中燃烧更加完全,效率高,排放污染少,是一种性能优良的汽车燃料。但是,甲醇是一种优良的有机溶剂,对汽车供油系统的材料如橡胶、塑料等具有溶胀和龟裂作用,会加快材料的老化。研究表明,醇与汽油的混合燃料对橡胶、塑料的溶胀作用比单独的醇或汽油都强。选取汽车上常用的几种橡胶材料分别进行汽油和甲醇的溶胀试验,并根据试验结果分析出对甲醇抗溶胀性较好的橡胶材料。结论如下1:

对多数橡胶而言,耐甲醇性能好的橡胶,在高比例甲醇混合燃料(如M85)中的溶胀值小于低比例甲醇混合燃料(M10)中的溶胀值,反之亦然。同一种橡胶耐纯甲醇和纯汽油的能力相差不大时,它对介质具有较强适应性,M10和M85中的溶胀值相差不大。但是应注意,橡胶在甲醇汽油混合燃料中的抗溶胀性能,并不是甲醇和汽油作用简单的加合,而是它们的复合作用,只是甲醇和汽油二者哪一个起主要作用而己。所以在进行橡胶材料的选择时,要根据不同的配比综合考虑。在能源短缺的大背景下,虽然甲醇作为替代能源有其自身的极大优势,但是我们一定要认识到甲醇作为燃料的不利方面。解决好甲醇的不利因素,才能使甲醇汽油的应用发挥出最大的作用。

SPPESK/SPEEK共混质子交换膜的制备与性能

近年来直接甲醇燃料电池(DMFC) 作为清洁能源成为人们研究的热点。Nafion膜存在成本高、甲醇渗透率高、耐甲醇溶胀性较差等缺点,开发新型成本低、综合性能优异的质子交换膜已成为研究的重点。磺化聚芳醚砜酮(SPPESK)和磺化聚醚醚酮(SPEEK)在成本和阻醇方面都要优于Nafion膜,SPPESK主链具有杂萘联苯结构,空间位阻较高,分子链刚性较大,抗溶胀性能较好,但较强的分子链刚性,导致其干态下韧性较差;SPEEK主链上具有两个醚键,分子链柔性比较大,吸水性较好,质子传导率较高,干态下膜韧性较好,但抗溶胀性较差。

为制备综合性能优异的质子交换膜,采用共混法将抗溶胀性较好的SPPESK(磺化度(DS)=83%,离子交换容量(IEC)= 1.66 mmol/g)与质子传导率较高和韧性较好的SPEEK(DS= 57%,IEC=1.71 mmol/g)共混制膜,并对膜性能进行研究,测试其水溶胀度、水吸收率、甲醇溶胀度、甲醇渗透率、质子传导率和力学性能。结论如下:

80℃时,共混膜具有适当的水吸收(101%)和溶胀度(34%),较低的甲醇水溶胀度(20%),较高的质子传导率(0.212 S/cm),与SPPESK膜相比,质子传导率提高了18%。SPEEK的加入改善了共混膜的柔韧性,断裂拉伸应变从16.48%提高到30.43%2。

本词条内容贡献者为:

王宁 - 副教授 - 西南大学

抗溶胀性

图文简介

固体浸渍于液体或暴露于蒸气中尺寸不变化的能力。当固体高聚物浸渍于溶剂,溶剂分子会渗入高聚物内部。随后,线型高聚物分子会均匀分散在溶剂中,逐渐形成完全溶解的分子分散的均相体系。对于交联的高聚物,因有交联的化学键束缚,不能再进一步使交联的分子拆散。交联度大的高聚物溶胀度小,交联度小的高聚物溶胀度大。也可以用物理的方法,比如在木材表面涂漆来阻止水分的进入材质,从而也就提高了这一构件的抗溶胀性。