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gnikniht

金虫 (正式写手)

[交流] 【求助】杜邦117膜的玻璃化温度

拜读化物所衣教授的文章中提到117膜的玻璃化温度是130度,这个温度的意思是117膜不能够在超过130度的情况下使用么?
另,如果在运行环境中温度超过130度,但是水的供应很充足的话,是不是可以正常使用呢?
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风吹屁屁凉,财去人安乐啊~~~~~~~
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金虫 (正式写手)

gnikniht(金币+5): 2010-03-06 11:33
先给你解释一下玻璃化温度:对于非晶聚物,对它施加恒定的力,观察它发生的形变与温度的关系,通常特称为温度形变曲线或热机械曲线。非晶聚物有三种力学状态,它们是玻璃态、高弹态和粘流态。在温度较低时,材料为刚性固体状,与玻璃相似,在外力作用下只会发生非常小的形变,此状态即为玻璃态:当温度继续升高到一定范围后,材料的形变明显地增加,并在随后的一定温度区间形变相对稳定,此状态即为高弹态,温度继续升高形变量又逐渐增大,材料逐渐变成粘性的流体,此时形变不可能恢复,此状态即为粘流态。我们通常把玻璃态与高弹态之间的转变,称为玻璃化转
变,它所对应的转变温度即是玻璃化转变温度,或是玻璃化温度。

回答你问题:“这个温度的意思是117膜不能够在超过130度的情况下使用么?”
我理解是不可以的,因为超过130度电池运行,膜的结构由玻璃态转化为高弹态,性质有很大变化。另外玻璃化温度一般用于制备MEA过程,即压MEA温度要超过130度。
“另,如果在运行环境中温度超过130度,但是水的供应很充足的话,是不是可以正常使用呢?”
温度超过130度,即使水供应充足,但是膜已经脱水严重,无法导离子。运行温度也是高温质子燃料电池发展的瓶颈之一。
14楼2010-03-06 11:08:57
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金虫 (正式写手)

gnikniht(金币+5):多谢指教! 2010-03-06 16:12
超过130度,聚合物只是高弹态。一般高弹态的聚合物形变是可逆的,比如橡胶。
你说的变脆的现象可能是由于高温使用过程中氧原子或者氢氧原子对膜进行攻击。导致交联或者氧化降解或者其他化学反应。你观察一下,改变参数对膜性质有影响规律不?比如时间,比如反应物浓度等。另,可以测一下拉伸强度。规律只有靠自己摸索了。
16楼2010-03-06 14:15:59
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14777559222

金虫 (正式写手)

gnikniht(金币+2):深入探讨 2010-03-09 08:06
引用回帖:
Originally posted by yjfeng2000 at 2010-03-09 03:45:09:
Nafion117 一般不要超过130 oC,我没有测过具体的玻璃化温度但是在和别人交流热压MEA的时候,不要超过130 oC.

我不这样认为, 因为物质在玻璃态的时候,分子运动很小,而在高弹态的时候,
高分子链段就有很大的运动能力。所以,在玻璃化温度以上压MEA,膜材料和电极中的胶黏剂(NAFION)就会很好的粘结,使得电极与膜形成一体化,有利于提高电池性能。当然不能高于玻璃化温度太多,不然的话,膜就会有更大的形变。应力过大,就像上面说的那样,容易力学降解。
你说说不要超过130 oC有啥道理。
20楼2010-03-09 07:52:45
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