膜微孔形成方法的研究进展

锂电池隔膜的研究与进展摘要:隔膜位于正极与负极之间，当电池工作时其应具有以下作用（1）隔离正负极，防止电极活性物质接触引起短路;（2）具有较好的持液能力，电化学反应时，形成离子通道。

本文以化学和材料结构为类别，综述了不同种类锂电池隔膜的制备方法和研究现状，并对隔膜未来的发展趋势做了展望。

关键词: 锂电池、隔膜、微孔膜、无纺布、无机复合膜。

在锂离子电池正极与负极之间有一层膜材料，通常称为隔膜，它是锂离子电池的重要组成部分。

隔膜应具有两种基本功能：隔离正负电极，防止电池内短路。

能被电解液润湿形成离子迁移的通道。

在实际应用还应具备以下特征[1-4]：(1)电子的绝缘性；（2）高的电导率；（3）好的机械性能，可以进行机械制造处理；（4）厚度均匀；（5）受热时尺寸稳定变形量要小。

电池隔膜根据结构和组成可以分为不同的类型，目前比较常见的主要三种[1-4]（1）多孔聚合物膜。

是指通过机械方法、热致相分离法、浸没沉淀法等方法制备的孔均匀分布的膜。

（2）无纺布隔膜。

由定向的或随机的纤维而构成，通常会将其与有机物或陶瓷凝胶复合，以期得到具有优良化学与物理性质的隔膜。

（3）无机复合膜。

多采用无机纳米颗粒与高聚物复合得到。

本文针对锂电池性能和安全性对隔膜孔隙率、浸润性、热安全温度等方面的要求,对隔膜的制备改性方法进行了比较详细的评述与比较,以期为相关领域的研究者提供可借鉴的资料。

1 多孔聚合物膜1.1 PE/PP微孔膜PE与PP微孔膜的制备常采用的方法有两种，干法（熔融挤出法)和湿法( 热致相分离法)。

干法制备的原理是采用熔融挤出制备出低结晶度高取向的聚烯烃隔膜，经过高温退火处理提高结晶度、低温拉伸形成缺陷、高温拉伸将缺陷放大，最终形成具有多孔性的隔膜［5］。

湿法是将液态烃或小分子物质与聚烯烃树脂的共混物，经过加热熔融共混、降温发生相分离、双向拉伸制成薄膜、用易挥发物质萃取溶剂，从而制备出具备相互贯通的微孔膜[6]。

商用隔膜多为PE、PP单层膜，PE/PP双层膜，PP/PE/PP 三层隔膜（见图1）。

膜法除湿技术研究进展及应用现状BAO Wen-yun;MA Li-jun;ZHAO Xiao-dan;YANG Ning;TU Cheng-qin【摘要】简要介绍了膜法除湿原理和除湿膜分类,重点探讨了高分子聚合膜的研究进展,包括常规膜材料的改性研究和新兴膜材料的发展,膜法除湿技术在样气分析、压缩空气干燥和环境空气除湿等领域的应用情况表明,该技术具有重要的社会和经济效益.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2019(048)006【总页数】5页(P1428-1432)【关键词】膜法除湿技术;除湿膜研究进展;膜法除湿的应用【作者】BAO Wen-yun;MA Li-jun;ZHAO Xiao-dan;YANG Ning;TU Cheng-qin【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TQ028.8除湿是日常生活、生产中一个重要课题，人体在生活和工作时适宜的空气湿度在30%～60%的范围内[1]。

工业生产中，气体阀门、化工仪表、机械设备等对气体湿度的要求更高。

例如，空气湿度过大时，机械中常用的钢材易发生电化学腐蚀[2]；气体在线监测系统中，湿度过高易造成水溶性组分流失，使检测误差偏大[3]。

传统的除湿技术有冷却、压缩和吸附等，这些方式除湿效率低、能耗高。

近年来，随着膜技术的发展，膜法除湿技术引起广泛关注，该技术有节能、环保、系统稳定、占地小等优点[4-5]。

现将膜法除湿技术原理，除湿膜材料的类型及其研究进展，膜法除湿的应用情况综述如下。

1 膜法除湿技术原理膜法除湿技术主要是以膜两侧水蒸气压力差为驱动力，利用膜材料对水蒸气的选择渗透性，使水蒸气与其它气体分离，达到气体除湿目的。

以中空纤维膜为例，其原理如图1所示，高湿气体从进气口进入，水蒸气被膜吸收并扩散至膜的另一侧(渗透侧)，完成水-气分离的过程，只要膜管内外两侧始终存在水蒸气分压差，就能保证除湿过程的不断进行。

由于膜材料的亲水性，水分子很容易在膜的渗透侧积聚，产生浓差极化现象，影响膜除湿效率。

膜分离技术在水处理中的研究热点与进展膜分离技术是一种基于膜作为过滤媒介的分离方法，随着近年来环境保护和水资源管理的重要性不断提升，膜分离技术在水处理中的研究热点与进展也越来越受到关注。

本文将从膜分离技术的基本原理、膜材料的研究与发展、膜分离技术在水处理中的应用等方面进行深入探讨。

1. 膜分离技术的基本原理膜分离技术是一种通过膜的选择性通透性，将混合物中的溶质分离出来的方法。

基本原理是利用膜的微孔、多孔或半透膜特性，通过溶质在膜上的分配差异，使溶质实现传递或吸附从而分离出来。

膜的通透性决定了它能够与哪些溶质有效交互，因此膜材料的研究与发展是膜分离技术进展的基础。

2. 膜材料的研究与发展膜材料的选择对膜分离技术的性能至关重要。

目前主要有有机膜、无机膜和复合膜三种类型的膜材料。

有机膜分为聚合物膜、纤维素膜、磺化膜等；无机膜分为陶瓷膜、金属膜和无机有机复合膜等。

近年来，多孔材料、纳米材料和功能化材料等新材料引起了研究人员的极大关注。

（1）多孔材料：多孔材料具有良好的通透性和高选择性，可以通过调节孔隙的大小和形状来实现对不同溶质的有效分离，如炭材料、炭纳米管等。

多孔材料的发展有助于提高膜的通透性、分离效率和抗污染性能。

（2）纳米材料：纳米材料具有独特的大小效应和表面效应，可以调控溶质在膜上的传递和吸附行为，提高分离的效果和选择性。

研究者正在研究纳米孔道膜、纳米复合膜等新型纳米材料的制备方法和性能。

（3）功能化材料：功能化材料通过改性和修饰膜材料表面，增强膜的亲水性、抗污染性和抗菌性能。

例如，添加活性炭、纳米银等抗菌材料可以抑制膜表面的生物污染。

3. 膜分离技术在水处理中的应用膜分离技术在水处理中具有广泛的应用前景，主要包括反渗透、超滤、微滤和气体分离等。

在反渗透技术中，通过膜的选择性通透性将溶质和溶剂分离开来，可以有效去除水中的无机盐、有机物和微生物。

在超滤和微滤技术中，通过调节膜的孔径，可以去除水中的悬浮物、胶体和大分子有机物。

热致相分离法制备高分子微孔膜的原理与进展【摘要】本文简述了热诱导相分离（TIPS）法制备高分子微孔膜的相平衡热力学及相分离动力学原理，制备方法。

以制备聚丙烯微孔膜为例进行了具体的说明。

并对国内外研究进展进行了评述。

【关键词】热诱导相分离微孔膜高分子聚丙烯热诱导相分离法（TIPS）是20世纪80年代初由A.J.Castro提出的一种简单新颖的制膜方法，它是在高温下把聚合物溶于高沸点、低挥发性的溶剂，形成均一溶液，然后降温冷却，导致溶液产生相分离，再选用挥发性试剂将高沸点溶剂萃取出来，从而获得一定结构形状的高分子微孔膜，TIPS法可应用于许多由于溶解度差而不能用其它制膜法解决微孔成型的聚合物中。

对于热稳定性较好，且有合适溶剂的高分子材料，大多可用这种方法制成微孔膜。

其特点是孔隙率调节范围宽，孔径较均匀。

本文从相平衡热力学及相分离动力学角度介绍TIPS法制备高分子微孔膜的基础理论，并介绍了国内外研究进展。

1．TIPS法制备高分子微孔膜的原理[1,2]1.1相平衡热力学TIPS法制备高分子微孔膜的热力学基础是聚合物-溶剂二元体系的相图，实际实验体系的相图往往是受冷却速率影响的非平衡相图，但它是以平衡相图为基础的，主要有以下几种类型。

1.1.1液-液型相分离结晶性聚合物-溶剂体系以及非结晶性聚合物-溶剂体系，都可以进行液-液相分离。

部分发生液-液相分离的聚合物-溶剂体系见表1。

表1 液-液相分离的聚合物-溶剂体系结晶性聚合物溶剂非结晶聚合物溶剂低密度聚乙烯二苯醚聚苯乙烯十二醇聚丙烯二(2-羟乙基)牛酯胺,喹啉无规聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 邻苯二甲酸二辛酯高密度聚乙烯二(2-羟乙基)牛酯胺无规聚苯乙烯环己醇尼龙11 乙烯基碳酸酯,丙烯基碳酸酯,四甲基砜无规PMMA 1-丁醇,环己醇等规聚苯乙烯硝基苯无规聚苯乙烯环己烷聚(4-甲基-1-戊烯)(TPX) 二异丙苯聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)(PPE)环己醇高密度聚乙烯二苯醚,联二苯无规聚苯乙烯二乙基丙二酸酯全同聚丙烯(IPP) 二(2-羟乙基)牛酯胺，二十烷酸无规PMMA 砜IPP 二苯醚无规PMMA 特丁基醇Teflon PFA 三氟氯乙烯二苯醚乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)聚合物-溶剂体系相容性的必要和充分条件是：ΔG（mix）<0 （1）（α2ΔG（mix）/αΦp2）T,P>0 （2）其中ΦP是聚合物体积分数ΔG（mix）=ΔH（mix）-ＴΔS（mix），ΔH（mix）是混合焓，ΔS（mix）是混合熵。

收稿日期：2021-02-20聚四氟乙烯微孔膜亲水改性研究进展游欣1，唐宝华1，刘江涛2，蔡波2，王虹1，李荣年1（1.浙江鹏辰造纸研究所有限公司，浙江杭州311215；2.特种化学电源国家重点实验室，贵州遵义563000）摘要：该文介绍了亲水性聚四氟乙烯（PTFE ）微孔膜的优异性能和在水性溶液处理领域的应用，指出亲水改性PTFE 微孔膜是目前研究热点之一，综述了PTFE 微孔膜亲水改性的主要技术，分析了其所存在的问题，并进行了今后的研究展望。

关键词：聚四氟乙烯；微孔膜；亲水性能；改性；接触角doi:10.13752/j.issn.1007-2217.2021.01.002第51卷第1期2021年3月Vol.51No.1Mar.2021杭州化工HANGZHOU CHEMICAL INDUSTRY亲水性聚四氟乙烯（PTFE ）微孔膜是PTFE 微孔膜亲水改性的产品，性能上它不仅保留了PTFE 微孔膜优异的热稳定性、良好的机械强度、抗化学腐蚀性以及低表面摩擦系数和高透光性等特性[1]111，而且通过亲水改性后，化学键能降低，表面张力提高，从而具有了良好的润湿性和相容性。

水性液体贯穿于环保、电子和食品等多个领域，无论在分离过滤或者质子交换等过程中都需要有与水有强浸润性的材料[2]42。

为了拓展PTFE 微孔膜的应用，疏水性聚合物膜的亲水改性研究成为PTFE 微孔膜研究的热点之一。

国内外学者为了提高表面润湿性对PTFE 微孔膜进行了大量的亲水改性研究，探索出诸多改性方法。

本文就近年来有关PTFE 微孔膜的亲水改性方法的最新成果进行了综述，分析了目前存在的问题，并对亲水性PTFE 微孔膜的改性研究进行了展望。

1前处理改性法前处理改性法是指在成膜前通过亲水填料与PTFE 树脂物理混合或对PTFE 树脂粉末进行亲水改性，然后再进行拉伸等工艺制备亲水性PTFE 微孔薄膜。

郭玉海等人将淀粉羧甲基化材料等亲水性聚合物与金属化合物通过偶联制成填料，与PTFE 树脂粉末物理混合拉伸制备亲水性PTFE 微孔薄膜，在过滤压力为0.009MPa 时，水过滤速度达3.812m 3/（m 2·h ）[3]。

电穿孔疗法效应及治疗肿瘤的研究进展用电穿孔方法结合化疗药物治疗肿瘤，给予相对较少剂量的化疗药物就能杀死肿瘤细胞，这两者的结合称为电化学疗法（ECT），其优势是疗效提高、同时毒性降低。

ECT在细胞实验、动物实验和临床试验中取得了显著成效，电穿孔治疗仪的研发和应用加快了这种治疗方法的进步。

研究者们还探索高强度电场的陡脉冲使肿瘤细胞发生不可逆的穿孔从而导致肿瘤细胞死亡的现象，并展现出广阔的应用前景。

[Abstract] The combination of electroporation treatment of cancer chemotherapy drugs, given the relatively small doses of chemotherapy drugs can kill tumor cells, called electrochemical combination of the two treatments (Eletrochemotherapy, ECT), its advantage is to improve the efficacy, while reduced toxicity. ECT has achieved remarkable success in the experiment, the cells of animal experiments and clinical trials, the development and application of electroporation therapy device to speed up the progress of this treatment. The researchers also explore the steep high-intensity pulsed electric field causes the tumor cells leading to irreversible phenomenon perforation death of tumor cells and show a broad application prospects.[Key words] Electroporation; Electric chemotherapy; Cancer treatment; Iirreversible breakdown惡性肿瘤近年来在人群的发病逐年升高，严重影响患者的健康和生命，成为当之无愧的“死亡杀手”。

ｄｏｉ：１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００４－２７５Ｘ ２０２０ １２ ０９聚四氟乙烯薄膜的制备改性及应用进展卢　聪，李贺希，项丰顺，刘　波，屈秀文（中国人民解放军陆军防化学院，北京　１０００００）摘　要：阐述了通过双向拉伸法、成孔剂法、静电纺丝法制备ＰＴＦＥ薄膜，系统分析了ＰＴＦＥ薄膜的不同改性方法的优缺点与最新的改性进展，讨论了ＰＴＦＥ薄膜在环保、服装面料、医疗卫生、电化学方面的应用，最后对ＰＴＦＥ薄膜的发展方向提出展望。

关键词：聚四氟乙烯薄膜；制备；改性；应用中图分类号：ＴＱ３２０ ７２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４－２７５Ｘ（２０２０）１２－０２６－０４Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ（ＰＴＦＥ）ｍｅｍｂｒａｎｅｓＬｕＣｏｎｇ，ＬｉＨｅｘｉ，ＸｉａｎｇＦｅｎｇｓｈｕｎ，ＬｉｕＢｏ，ＱｕＸｉｕｗｅｎ（ＰＬＡＡｒｍｙＤｅｆｅｎｓｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００００）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｒｅｖｉｅｗ，ｗｅｅｘｐｏｕｎｄｖａｒｉｏｕｓｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｔｏｐｒｏｄｕｃｅＰＴＦＥｍｅｍｂｒａｎｅｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｂｉａｘｉａｌｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ，ｐｏｒｅ－ｆｏｒｍｉｎｇａｎｄｓｐｉｎｎｉｎｇ Ｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｌａｔｅｓｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｉｎＰＴＦＥｍｅｍｂｒａｎｅｓａｒｅｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙａｎａｌｙｚｅｄ Ｗｅａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，Ｃｌｏｔｈｉｎｇｆａｂｒｉｃｓ，ｍｅｄｉｃａｌｃａｒｅａｎｄｅ ｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｐｒｏｓｐｅｃｔｔｏｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆＰＴＦＥｍｅｍｂｒａｎｅｓｆｉｎａｌｌｙＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ（ＰＴＦＥ）ｍｅｍｂｒａｎｅｓ；Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ；ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ 有机膜是工业生产中应用最广泛的膜，具有质轻、堆积密度高、占地面积小等特点。