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PPS纤维隔膜

PPS隔膜作为碱性电解槽中的关键组件,主要起到分隔阴极和阳极、防止氢气和氧气混合的作用,同时它具备高离子导率,便于氢氧根离子在电解过程中由阴极传递至阳极,从而提高电解效率。另外,PPS隔膜具有优异的耐高温、化学稳定性和机械强度,能够适应碱性电解水制氢过程中的严苛环境,确保电解槽的安全、高效运行。

概述

       随着全球能源结构的转型和环保意识的提升,氢能作为一种清洁能源,其开发和应用越来越受到重视。在众多制氢技术中,碱性水电解制氢因其技术成熟、具有最佳的性价比而成为主流。其中,隔膜(氢氧分离器)作为电解槽中的关键组件,其性能直接影响电解效率和氢气纯度。

PPS(聚苯硫醚)隔膜作为最原始石棉隔膜的替代品因其物美价廉而在众多碱性制氢隔膜应用场景下异军突起,近年来,随着国内外电解槽市场需求的不断扩大,作为核心部件的PPS隔膜市场已然已是长坡厚雪。

PPS纤维隔膜

产品特点

  • 耐热性能优异:可以在 200 ℃长期使用,短期耐热性和长期连续使用的热稳定性都很优越; 

  • 机械性能好:刚性极强,表面硬度高,具有优异的耐蠕变形和耐疲劳性,耐磨性突出;  

  • 耐腐蚀性强:碱和无机盐的水溶液,即使在加热条件下,对PPS几乎没有腐蚀作用; 

  • 尺寸稳定性好:成型收缩率小,线形热膨胀系数小,因此,在高温条件下仍表现出;

  • 良好的尺寸稳定性;电性能优良:高温、高湿、高频率下仍具有优良的电性能。 

产品基本参数

PPS纤维隔膜

PPS纤维隔膜生产工艺

在制备工艺方面,PPS隔膜有分短纤维和长丝两条生产路线:

PPS纤维隔膜

      长丝隔膜表面比较平整,短纤维隔膜表面不太规整且有较多的凸起纤维头。短纤维隔膜的这些表面性状,在电解过程中容易产生较多问题:一是在长时间使用过程中其表面凸出的纤维头容易脱落,会影响电解液的性质,缩短电解液的使用寿命;二是由于纱线条干不匀形成的很大和很小的两极化孔径,在电解过程中会影响离子交换速率,同时也会影响气体纯度、降低电解效率。

      而长丝隔膜使用的长丝纤维在加捻时形成的纱线条干不匀相对较小,隔膜孔径尺寸相对比较均匀,对电解效率、离子交换速率和气体纯度的影响较短纤维隔膜要小。

PPS纤维隔膜

产品应用

       PPS布在氢能工业装备制造中的应用非常广泛,特别是在碱性电解槽隔膜的制造中,占据了90%以上的市场份额。碱性电解槽是一种常见的氢气生产装置,其核心部件之一就是隔膜。隔膜的主要功能是分隔电解液并防止氢气和氧气的混合,确保电解过程的顺利进行。

PPS纤维隔膜

PPS纤维隔膜制造关键工艺(热轧压光)

热轧通过物理压缩,赋予PPS隔膜高强度、低透气性和耐化学腐蚀性,是保障其在高温碱性环境中长期稳定运行的决定性工序。

PPS纤维隔膜热轧压光工序的作用主要体现在以下几个方面:

1. 固定结构并提升尺寸稳定性:

热轧工序在特定温度和压力下对织造的隔膜布进行定型处理,使纤维结构更紧密,减少后续使用中的变形风险,从而提高隔膜的尺寸稳定性。

2. 改善气密性:

热轧可减小隔膜厚度并压实纤维间隙,显著提升气密性。热轧后隔膜厚度减小,气体渗透率降低,这对电解槽中分隔氢气和氧气至关重要,能减少气体混合并提高气体纯度。

3. 减少表面毛羽(掉毛现象):

热轧压力能压制纤维表面的松散毛羽,避免掉毛污染电解液或堵塞微孔,保障电解槽长期运行的稳定性。

4. 优化力学性能:

热轧可提升PPS超细纤维膜的拉伸强度,增加断裂伸长率。

5. 协同后续改性处理:

热轧常作为磺化亲水处理的前置步骤。热轧定型后的隔膜更易进行磺化处理,两者结合可同时改善亲水性和结构稳定性。

关于热轧压光设备

       在工业生产中,传统PPS纤维直径约为15~20μm,由此制成的纤维膜存在厚度和孔径过大问题,限制了其在精密过滤、新能源等高端领域的应用

近年来,超细PPS纤维技术取得突破,40~60μm厚度的超薄编织纤维膜已实现产业化,但规模化生产仍面临严峻挑战——其厚度一致性控制在±1μm的极高标准,对后端热轧压光设备的机械精度和温度控制提出了近乎苛刻的要求。


     上海联净凭借高精度压光技术成为行业领先者,核心优势:


     机械精度:压光机机械精度控制在±0.005mm以内,通过高刚性辊筒设计和精密制造,有效抑制高温下的形变,确保膜层均匀性。

     温度控制:采用专利电磁感应加热辊,温度波动严格控制在±1℃范围内。


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