[发明专利]改性膨体聚四氟乙烯、其制备方法、复合离子交换膜及其应用

权利要求书

1.一种改性膨体聚四氟乙烯，其特征在于，所述改性膨体聚四氟乙烯的平均孔径为214.73 ~258.82nm、孔隙率为70.82%~84.56%，所述改性膨体聚四氟乙烯超过99%的孔隙的孔径分布在最可几孔径的±10%以内，所述改性膨体聚四氟乙烯的克重的离散系数小于10%，所述改性膨体聚四氟乙烯为膜层结构，所述改性膨体聚四氟乙烯的厚度为4.6μm~9.0μm，

所述改性膨体聚四氟乙烯的制备方法包括：

步骤S1，将冷冻媒介浸渍填充到膨体聚四氟乙烯的孔隙中，得到湿物料；

步骤S2，将所述湿物料中的至少部分所述冷冻媒介冰晶化，得到固体物料；

步骤S3，将所述固体物料冷冻干燥，得到所述改性膨体聚四氟乙烯，所述冷冻媒介选自二甲基亚砜、水、叔丁醇或莰烯中的一种或多种。

2.一种权利要求1所述的改性膨体聚四氟乙烯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

步骤S1，将冷冻媒介浸渍填充到膨体聚四氟乙烯的孔隙中，得到湿物料；

步骤S2，将所述湿物料中的至少部分所述冷冻媒介冰晶化，得到固体物料；

步骤S3，将所述固体物料冷冻干燥，得到所述改性膨体聚四氟乙烯，所述冷冻媒介选自二甲基亚砜、水、叔丁醇或莰烯中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述冷冻媒介为二甲基亚砜和水的混合物，所述混合物中水的质量含量在20%以下或85%以上。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述冷冻媒介与所述膨体聚四氟乙烯的质量比为10:1~500:1。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述浸渍填充采用浸泡、涂布或液体流延的方法实现，所述浸渍填充的时间为0.5h~20h。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述冰晶化的温度为-120℃~40℃，所述冰晶化的时间为0.5h~3h。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述冰晶化的温度为-80℃~39℃。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述冰晶化的温度为-50℃~35℃。

9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述冰晶化的温度为-30℃~15℃。

10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述冷冻干燥的初始温度为-80℃~20℃，升温速率为2~5℃/h，所述冷冻干燥的最终温度为-30℃~60℃，所述冷冻干燥的压力为0.1Pa~20Pa。

11.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述冷冻干燥的时间为1h~48h。

12.一种复合离子交换膜，包括基膜和树脂，其特征在于，所述基膜为权利要求1所述的改性膨体聚四氟乙烯或者按照权利要求2至11中任一项所述的制备方法制备得到的改性膨体聚四氟乙烯，所述树脂填充在所述改性膨体聚四氟乙烯的孔隙中。

13.根据权利要求12所述的复合离子交换膜，其特征在于，所述树脂为全氟磺酸树脂。

14.一种复合离子交换膜的应用，其特征在于，所述复合离子交换膜为权利要求12所述的复合离子交换膜，所述应用包括将所述复合离子交换膜应用至防水透湿织物材料、医疗植入物、密封带、气体分离膜、水处理膜、盐度梯度发电或介孔材料中。