CN1130421C - 适合于生产和制备离子交换膜的流体组合物 - Google Patents

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Abstract

流体组合物，它含有具有官能团-SO3M，M-氢离子或碱金属离子的离子交换全氟化共聚物(EM＞900)和极性有机溶剂和非极性溶剂，作为全氟化离子交换共聚物，该组合物含有结晶度为2-10%及离子交换共聚物的密度和非离子形式的初始全氟化共聚物的密度之间的比率为0.90-0.97的离子交换全氟化共聚物，按重量百分数计的各组分的比率是：离子交换的全氟化共聚物1-35。有机极性溶剂或者有机极性溶剂与非极性溶剂的混合物65-99。这种组合物用于生产和制备离子交换膜，这些膜用于具有氯的碱电解或水电解中及分离燃料和气体的隔室中。

Description

适合于生产和制备离子交换膜的流体组合物
技术领域
本发明涉及基于具有官能团-SO3M(M-H，Na，K或Li)的离子交换全氟化共聚物和极性有机溶剂或有机溶剂混合物的液体组合物(流体)。这些组合物能够用于生产和修复离子交换膜(IEM)，所述交换膜可用于含水碱溶液电解，分离燃料和气体的电池(cell)，以及用于不同基材的浸渍，生产有机化合物合成用的超强酸催化剂等等。
背景技术
含有具有官能团-SO3M，M-氢，一元胺，碱金属原子的离子交换全氟化共聚物和极性有机溶剂的溶液是已知的(日本专利No.13333.73，IPC 25(1)C122.2，26/04/73出版)该组合物含有四氟乙烯(TFE)与含硫的乙烯基醚(SVE)的水解共聚物作为离子交换的全氟化共聚物，该含硫的乙烯基醚例如可以是以下化合物：或者四氟乙烯与具有以下结构式的含硫的乙烯基醚的共聚物：
CF2＝CF-O-CF2-CF2-SO2F当量质量(EM)为400-1000。
作为极性有机溶剂，组合物含有选自碳原子数不多于4个的脂族醇(甲醇，乙醇，异丙醇，正丙醇，正、异和叔丁醇)，含氟醇H(CF2)4CH2OH，取代酰胺(二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺等)，溶纤剂，丙酮以及其它等等的溶剂。
该组合物通过在加热到22-170℃和振荡的同时混合共聚物与溶剂来获得。(在日本专利13333.7中，没有提供细节如持续时间，浓度的可行范围等等)。当混合各组分时，获得了含有0.09-30wt％的共聚物的组合物。使用该组合物，通过喷涂或浸渍有可能获得在电解和电池的隔离滤片中使用的IEM。在组合物中的共聚物含量适当地取决于所使用的共聚物的EM。当使用具有400-860的EM值的共聚物时，有可能获得具有30wt％的共聚物的组合物，和使用具有860-1000的EM的共聚物，有可能获得具有0.5-1wt％的组合物。
所述流体组合物的缺点如下所示：
1、当具有低EM值(不高于1000)的离子交换共聚物用于组合物时，所得薄膜(膜)强度不够，尤其在高温下。因此，由这些组合物生产的IEM不能在燃料电池(FC)、水电解或具有氯的碱电解中工作长时间。另外，由EM＜1000的共聚物生产的IEM，虽然可通过浸渍生产，但不适合于具有氯的碱水解，因为它们对气体具有低选择性和高渗透性。
2、当使用具有相对低的EM(860-100)的共聚物时，由于在组合物施涂到基材之后的膜厚度小(5-6μm)，导致共聚物的含量低(0.54-1％)。因此，必要的是，在必须脱除溶剂和随后附聚的情况下施涂膜25-30次以生产正常用于电解和FC的IEM(150-200μm厚)。含有具有低EM值(低于860)的共聚物的组合物能够用于生产薄膜或纤维形式的IEM，因为它们具有低阻力(resi stance)，尽管共聚物的含量高于30wt％。
含有具有能够转化成离子交换基团的片段的全氟聚合物和溶剂的聚合物组合物也是已知的(URSS专利1769760，IPC C 08 L 27/12，15/10/92出版)。作为全氟化聚合物，该组合物含有0.3-13.9wt％的四氟乙烯和选自以下的单体的共聚物：
CF2＝CF-O-CF2-CF2-SO2F    (I)和
CF2＝CF-O-CF2-CF2-COOCH3  (III)。
四氟乙烯和单体的共聚物(I)的EM是850-1160和四氟乙烯和单体的共聚物(II)的共聚物(II)的EM是755-847，换句话说，用于组合物的共聚物的EM是755-1160。作为溶剂，组合物含有99.7-86.2wt％的1，2-二溴四氟乙烷(DBTFE)。
所述聚合物组合物通过在实验室中使非离子形式的全氟化共聚物(具有-SO2F或-COOCH3基)与大部分的DBTFE在具有卧式粉碎装置的撞击式破碎机中混合12小时来获得。在添加剩余部分的DBTFE之后，混合物振动另外3小时。所获组合物是0.3-13.8％的全氟化共聚物在DBFTE中的分散体。IEM可通过将分散体施涂于铝片和然后在250-303℃下引起聚结来由组合物生产。将分散体施涂于片材2-5次，直到获得必需的膜厚度为止。所获膜用25％氢氧化钠水溶液在90℃下水解16小时，以便将属于非离子交换的的全氟化共聚物的初始基团转化成离子交换基团。此后，水解膜用作电解池中的IEM以获得氯和碱。
USSR专利1769760的申请之后的组合物的缺点是：
1、不可能直接从所述聚合物组合物获得IEM，因为该组合物含有具有非离子基团的共聚物和需要另外水解所形成的膜以将这些基团转化成离子交换基团。
2、当获得膜或其他制品时，需要使用高温(大约250-300℃)，因为聚合物组合物是共聚物在溶剂中的分散体和要求高温以便共聚物的聚结。
3、组合物应用的领域有限，因为该组合物不能用于浸渍没有耐热性的材料和化学不稳定的那些材料，如纸，碳，聚乙烯以及其他等等，也不能用作制药工业或医药领域的过滤器，它们不能耐受聚结的高温和使用25％氢氧化钠溶液在90℃下的16小时水解，而这对于转化非离子基团是必需的。
就基本性能而言最类似所述组合物的是根据USSR专利1286108(IPC3 C08 J 3/02，23/01/87出版)的流体组合物，它含有具有官能团-SO3M的离子交换的全氟化共聚物，M-氢和碱金属离子(Na或K)，(EM1050-1500)和溶剂。作为离子交换的全氟化共聚物，该组合物例如含有水解四氟乙烯和全氟化(3，6-二氧-4-甲基-7-辛烯磺酰氟)(TFE/PSEPVE)，具有1050-1500的EM。作为溶剂，该组合物含有水或20-80wt％的水和80-20wt％的极性有机溶剂(甲醇，乙醇，正丁醇以及其他等等)的混合物。在100ml的组合物中，具有0.2-13g的稀释共聚物。这些组合物用于生产和修复用于电解的IEM。由所述组合物有可能直接获得IEM，因为该组合物含有具有离子交换基团的共聚物。
USSR专利1286108的组合物的缺点是：
1、组合物应用的领域有限，与由此获得的制备的制品-膜或纤维的低阻力(resistance)，以及相对低的EM的离子交换共聚物用于该组合物(1050-1500)有关。这样，由基于EM1100的共聚物在120℃下形成的流体组合物生产的膜的耐破损性是17.7Mpa(见USSR专利no.1286108说明书的实施例3)。虽然该耐破损性通过另外注入磷酸三乙酯(聚合物质量的110％)来获得，但它在由共聚物获得的膜中得到保持。所获制品-膜或纤维的低耐磨损性使得它们在没有附加增强的情况下不能直接用作例如FC中的IEM或作为气体分离的纤维。共聚物的相对窄范围的EM使得这些膜不能用作有效分配的膜，正常要求共聚物的EM＞1500。另外，这种组合物不能用于获得供气体脱水用的氢气的检测器和一些其他应用，因为也要求共聚物的EM＞1500。
2、组合物的生产复杂化，包括需要在高温(170-250℃)和压力下混合组分和在所述温度下长时间加热(3-18小时)以及随后蒸馏溶剂。或许，该生产复杂化可以用具有高度的结晶性和密度比的共聚物调节，但这些聚合物在有机溶剂中不溶，在水中溶解性还要差一点，并在组合物中保留。离子交换共聚物的密度比是离子交换共聚物的密度和没有离子交换基团的本身非离子形式的非水解共聚物的密度的比率。已知的是，四氟乙烯与含有全氟硫基的乙烯基醚的共聚物(TFE/PSEPVE)，例如商标Nafion，Du Pont Company(ACS SympossiumPerfluorinated Ionomer Membranes，Lake Buena Vista，Florida，1982，180，pages 217-248)正常具有高度的结晶性。因此当共聚物的EM是1100时，结晶度是12％，当EM是1200时，结晶度是19％和当EM是1400时，结晶度是20％。关于在J.Appl.Polym.Sci.，(V50，pages 1445-1452，1993)中指示的共聚物的密度和本申请人的数据，它们是0.993和0.995。
发明内容
技术结果是由该组合物获得的制品(膜，纤维和其他等等)的应用的延伸范围，该结果的获得是由所要求的组合物提供。另外，所使用的离子交换共聚物的性能和组成导致工艺持续时间的缩短和组合物生产温度的降低，这归功于生产工艺的简化。
所述技术结果通过流体组合物获得，该组合物含有具有官能团-SO3M，M-氢离子或碱金属离子的离子交换全氟化共聚物(EM＞900)以及极性有机溶剂和非极性溶剂，作为全氟化离子交换共聚物，该组合物含有结晶度为2-10％以及离子交换共聚物的密度和非离子形式的初始全氟化共聚物的密度之间的比率为0.90-0.97的离子交换全氟化共聚物。按重量百分数计的各组分的比率是：
离子交换的全氟化共聚物1-35
有机极性溶剂或者
有机极性溶剂与非极性溶剂的混合物65-99
至于离子交换的全氟化共聚物，流体组合物含有EM为1000-2600的四氟乙烯与含全氟硫基的乙烯基醚的水解共聚物，或者EM为1000-2600的四氟乙烯与含全氟硫基的乙烯基醚和第三共聚单体的水解共聚物，所述共聚单体选自全氟-2-亚甲基-4-甲基-1，3-二氧戊环(二氧戊环)和全氟烷基乙烯基醚(C1-C3烷基)。作为极性有机溶剂，组合物含有选自甲醇，乙醇，异丙醇，正丙醇，异丁醇，正丁醇，环己酮，丙酮，甲基乙基酮，二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺和二甲亚砜的一种或多种溶剂。作为非极性溶剂，组合物含有选自1，1，2-三氟-1，2-二氯乙烷，1，1-二氟-1，2-二氯乙烷，1，1，2-三氟三氯乙烷，1，1，1-三氯溴乙烷，1，1-二氟-1，2，2-三氯乙烷，戊烷，己烷，庚烷，苯或甲苯的一种或多种非极性溶剂。
该流体组合物含有重量比为(1-10)∶1的极性有机溶剂和非极性有机溶剂。
本发明作者进行的调查表明，如以前所证明的那样，用官能团-SO3M，M-H或碱金属水解的离子交换的全氟化共聚物的结晶度对在极性有机溶剂中或在极性和非极性溶剂的混合物中的溶解性具有强烈影响。注意到，当共聚物的结晶度是2-10％时，共聚物的结构对于提供促进共聚物浸蚀的有机溶剂的必要扩散是最佳的。结晶度增加到10％以上使得不可能生产出高质量的组合物，和结晶度降低到低于2％将导致基于所述组合物的膜、纤维和其他制品的物理化学性能的降低。
使用具有0.90-0.97的相对低的密度比(离子形式的共聚物的密度和初始非离子状态的相同共聚物的密度之间的比率)的离子交换全氟化共聚物，使得可能生产该组合物。发现，当密度比低于0.90和高于0.97时，不可能获得具有所要求的技术结果的EM为1000-26000的离子交换的水解含氟共聚物的流体组合物。原因是，当密度高于0.97时，妨碍了溶剂的扩散和不能产生共聚物的稳定溶液。当密度比低于0.90时，阻碍了具有所需结晶度的含氟共聚物的获得，因此，不能达到共聚物所必需的最佳结构。因为从这种组合物获得的制品具有一些重要的性能，如膜和纤维所需的气体透过性，重要的是，该结构提供了水和有机溶剂的吸收和解吸作用。
使用结晶度为2-10％及离子交换共聚物和初始非水解共聚物的密度之间比率在0.90和0.97之间，以及因此具有有利于溶剂扩散的最佳结构的离子交换全氟化共聚物，有助于在3-4小时内生产出EM值为1000-26000和浓度为1-35％的共聚物的溶液(组合物)，无需使用高温。也不需要蒸馏溶剂。
用于该组合物的离子交换的全氟化共聚物的结晶度能够通过非离子形式的初始共聚物的合成条件，将第三单体注入到共聚物中或者当共聚物从非离子转化成离子交换形式时水解的条件来控制。用于生产组合物的含氟共聚物的密度比能够以两种方式获得。第一种是当它由非离子形式转化成离子交换形式时调节含氟共聚物的密度。
作为在所要求的流体组合物中的离子交换全氟化共聚物，主张使用四氟乙烯与含全氟硫基的乙烯基醚的共聚物(TFE-SVE)。共聚物的EM是1000-2600和结构式如下所示：
Figure C9981687400091
m＝64.9-95.5mol％
n＝4.4-35.1mol％
M＝H，Na，K或Li。
作为上述含氟共聚物的变型的第三共聚单体，可以使用全氟-2-亚甲基-4-甲基-1，3-二氧戊环，全氟烷基乙烯基醚(C1-C3烷基)。在本发明的操作程序的以下实例中，使用具有以下结构式的由本发明作者合成的共聚物：
EM1000的RTM SPL-1
Figure C9981687400092
其中m＝84.3mol％
    n＝15.7mol％
EM2600的RTM SPL-2
其中m＝95.5mol％
    n＝4.5mol％
EM1100的RTM SPL-3
Figure C9981687400101
其中m＝85.5mol％
    n＝13.1mol％
    k＝2.4mol％
EM1070的RTM SPL-4
Figure C9981687400102
其中m＝78.9mol％
    n＝15.8mol％
    k＝5.3mol％
EM1600的RTMSPL-5
Figure C9981687400103
其中m＝92.0mol％
    n＝8.0mol％
EM1200的RTM SPL-6
其中m＝78.5mol％
    n＝13.1mol％
    k＝8.4mol％
EM1700的RTM SPL-7
其中m＝92.6mol％
    n＝7.4mol％
所要求的液体组合物通过在搅拌的同时将离子交换全氟化共聚物的粉末溶解在一种溶剂中或几种极性有机溶剂中或者一种溶剂或几种极性溶剂与非极性有机溶剂的混合物中来获得。溶解的温度是在20和90℃的范围内，并取决于组合物和共聚物的EM以及所使用的溶剂的沸点。取决于所使用的溶剂，用从室温逐步上升到40-80℃的升温程序，通过喷雾或浸渍从组合物获得产物。通过湿法模塑获得用于分离气体的中空纤维。
按照以下方式测定含氟共聚物的性能和由此获得的溶液的性能：
1、含氟共聚物的组成通过IR光谱法使用Perkin-Elmer 1760分光光度计来确定。
2、含氟共聚物的EM通过RNS 17552-72来确定。
3、度数通过X-射线操作使用低角分散室CRM-1(KPM-1？)来获得。
4、含氟共聚物的密度通过RNS 15139-69来确定。
5、组合物的粘度通过RNS 9070-75E来确定。
6、由共聚物生产的膜的耐磨损性通过RNS 14236-81来确定。
附图说明
附图示出了组合物制备条件，它们的组成和性能。
具体实施方式
提供以下实施例用于说明本发明。
实施例1
使用具有含全氟硫基的乙烯基醚的离子交换TFA全氟化共聚物SPL-2，它具有10％的结晶度和3600的EM，具有-SO3H形式的离子交换基团和0.97的所述水解共聚物和非水解共聚物的源物质(source)的密度比(相对密度)，以获得液体组合物。
在具有螺旋桨式搅拌器、温度计和倒置致冷器(invertedrefrigerator)的500ml玻璃圆底烧瓶中，引入4g的粒度在500-600μm、粉末形式的所述共聚物SPL-2以及196g的极性有机溶剂异丙醇。此后，开动混合器，将溶液加热到80℃。搅拌在该温度下继续进行4小时。然后冷却烧瓶，获得的液体组合物经帽式(caprionic)过滤器过滤。组合物是具有2wt％的共聚物含量的溶液(2wt％的SLP-2和98wt％的异丙醇)。
实施例2-10，11-12(对比试验)
用与实施例1类似的方式生产液体组合物，但改变组合物的条件和构成。
在表1中，显示了在实施例2-10和11-12(对比试验)中获得的组合物的构成以及溶解共聚物的条件(组合物的制备)和组合物的性能。
实施例13
根据实施例1获得的和含有2wt％的EM2600的SPL-2共聚物和98wt％的异丙醇的组合物用作制备AEM的粘结剂。
0.9g的电催化剂-铂黑(粒度0.04μm)与0.03g的粒度0.001μm的非活性导电材料-碳在玻璃容器中一起混合。然后，将0.07g的根据实施例1的组合物形式的共聚物加入到所获混合物中，尤其SPL-2共聚物在异丙醇中的2％溶液。所获电极材料的粘性物质施涂于IEM的已风干表面的一个上，提供了从具有1200的EM和12％结晶度的SPL-2共聚物生产的200μm厚薄膜，摩擦该厚度的层，使得在干燥电极材料层之后，厚度是20μm。然后，把获得的AEM放入恒温器中，在以下逐级上升的温度下处理：在20-22℃保持10分钟，在60℃保持40分钟和在80℃保持20分钟。此后，从恒温器中取出IEM，冷却到室温，按照相同的方式，将相同的电极材料铺于另一表面，其后，再次放置到恒温器中和按相同方式进行处理。所生产的EAM在燃料电池中按以下方式进行检测。用聚四氟乙烯(技术条件-TU 6-05-1246-81)的分散体浸渍的碳材料放置在所获AEM电极层的两个表面上，再经受压缩。然后，将碳集电装置施涂于AEM的两个表面上和在燃料电池中放置的装置上。AEM的考察保持在80℃，通过在1大气压下供给阳极电池以气体：氢气和在1大气压下供给阴极电池以氧气来为燃料电池供应原料。获得了以下输出指标：
元件电压-0.70-0.80V；
电流密度-0.5A/cm2。
燃料电池稳定工作3000小时。此后，终止该过程，以及从电池中取出AEM。肉眼检查AEM，没有显示任何变化。
实施例14
使用根据实施例2获得的组合物。该组合物含有12wt％的EM为1000的SLP-1共聚物和88wt％的甲基乙基酮以获得合成4-甲基-2-叔丁基酚用的超强酸催化剂。
硅胶颗粒投入Buchner漏斗中，该漏斗与Bunzen烧瓶连接。此后，使烧瓶处于真空中，将液体组合物连续加入到漏斗中，使得所有粒料被覆盖。然后，在除去溶剂之后，覆盖层的厚度为5-10μm。然后，中断真空，颗粒在22℃下干燥20分钟和在40℃下干燥20分钟。在从含有SPL-1的溶剂中取出属于超强酸催化剂的粒料之后，它们用于4-甲基-2，6-二叔丁基酚在150℃下和50分钟的去烷基化。4-甲基-2，6-二叔丁基酚的收率是86％。
实施例15
使用根据实施例3获得的组合物。该组合物含有8wt％的EM为1070的SPL-4共聚物和92wt％的丙酮，以制备均匀的气体分离膜。
均匀的膜通过将所述组合物喷涂到玻璃上以使得在除去膜的溶剂之后该涂层具有40μm的厚度来制备。将具有组合物的玻璃放入恒温器中，用从22-40℃的温度逐渐上升(在22℃下10分钟和40℃下30分钟)蒸发掉溶剂。从玻璃上分离该膜，并用作气体分离隔膜。氟化氢和1，1，2-三氯三氟乙烷的初始气体混合物(80体积％的氟化氢和20体积％的1，1，2-三氯三氟乙烷)给入到高压容器中。膜的氟化氢分压差是50kPa。根据入口室中的气体混合物的组成和量的分析获得的选择性系数是大约1×103，在气体混合物中按元素的生产率计算该氟化氢浓度为0.251m3/m2小时。
实施例16
使用根据实施例9获得的、含有7wt％的EM为1200的SPL-6共聚物和93wt％的异丙醇和苯的混合物(质量比10∶1)的组合物，当离子交换膜作为均匀膜生产时。
通过将该组合物喷涂到玻璃上形成涂层，使得在除去膜的溶剂后膜厚度是200μm，来制备均匀的膜。将具有组合物的玻璃放入恒温器中，用逐渐升高的温度下蒸发溶剂，其中在22℃下10分钟和在75℃下40分钟。在回收溶剂之后，膜具有205μm的厚度和2.78×107Pa的抗牵引性。所获膜用作当生产AEM用于含水电极时的膜。
将0.91g的电催化剂-铂黑(粒度0.06μm)与0.04g的共聚物在玻璃容器中混合，以生产出电极材料，其中共聚物是以EM为920和结晶度为2％的SPL-5共聚物的1.8％溶液形式存在。将所获电极材料的粘性物质施涂于所述IEM的一个表面，形成空气干燥膜，喷涂该组合物以形成涂层，使得从涂层中除去溶剂之后，电极材料具有1.2mg/cm2的铂载量。然后，将所获AEM放入恒温器中，并用逐步升高的温度处理：在40℃下15分钟和在70℃下40分钟。此后，从恒温器中取出IEM，冷却到室温，以相同的方式，将相同的电极材料铺于另一表面，此后，再次放入恒温器中和以相同的方式处理。所生产的EAM进行水电解试验。具有铅的多孔钛集电器在两面安装EAM，所获装置借助拱形板压缩，浸没于含有蒸馏水的容器中和在90℃供给强度为0.5-1A/sm3的电流1小时。将所获IEM安装在无菌水电解用的电解槽中。在1A/cm3的电流密度和110℃的温度下，断路电压是1.69V。
实施例17
当生产薄膜用于制造空气湿度的传感器时，使用根据实施例10获得的、含有6wt％的EM为1700的SPL-7共聚物和94wt％的异丙醇和庚烷的混合物(质量比2∶1)的组合物。
通过将该组合物喷涂在玻璃表面上使得在玻璃表面上形成的涂层具有40μm的厚度和50×50cm的尺寸，来获得薄膜。将具有组合物的玻璃放入恒温器中，并在从在22℃下10分钟到在70℃下20分钟和80℃下20分钟的逐渐升温下蒸发溶剂。此后，在其上形成有SLP-7膜的玻璃用作空气湿度传感器的敏感元件，它根据当膜的干燥性变化时阻力改变的原理来工作。具有所述湿度传感器的设备对在20-100％限度内的空气湿度变化有反应。
实施例18
当生产用于分离气体的中空纤维时，使用根据实施例6获得的和含有10wt％的EM为1600的SPL-5共聚物和90wt％的质量比1∶1的乙醇和二甲基甲酰胺的组合物。
在生产车间，以实验室规模通过湿法在含有80wt％的水和20wt％的乙醇的浴中生产中空纤维。纤维的内径是80μm，壁厚为40μm。
所得到的中空纤维用于分离气体的设备以从氨和氢的混合物中分离氨。
在100kPa的压力和22℃下，将包括50体积％的氨和50体积％的氢的气体混合物引入到用水蒸气预湿化的中空纤维。形成混合物的气体的渗透性系数根据纤维外的气体组成的分析来计算。氨的渗透性系数是3.82×10-11和氢的渗透性系数是1.99×10-15moles.m/ms，Pa，和氨的优先选择性系数是1.92×104。在分离后，混合物含有99.8体积％的氨和0.2体积％的氢。
与根据原型的组合物相比，所要求的组合物含有具有更高范围当量质量的离子交换全氟化共聚物。所要求的组合物含有EM为1050-1500，换句话说，高于1100的共聚物。另外，所要求的组合物的产物具有更高的力阻。例如，所要求的组合物的厚度205μm的膜具有27.8Mpa的阻力，而从原型组合物获得的膜仅具有17.5Mpa的阻力。
与已知组合物相比(根据类似原型组合物)，所要求组合物中的离子交换共聚物的这种更宽范围的EM和由此生产的制品(膜或纤维)的高阻力(resistance)使得所要求的组合物具有明显更宽的实际应用领域。在没有任何增强添加剂或材料的情况下，获得了所要求组合物的膜、纤维和其他产物。它们能够直接用作在水电解过程中的IEM，燃料电池，分离气体的设备，湿度传感器和类似设备。
另外，含有EM大于1500的共聚物的所要求组合物能够用于生产适合于分离具有高含量的非特定组分的气体混合物和生产具有高纯度的可分离气体的气体分离膜，还可用于生产高灵敏空气湿度传感器，在封闭容积中对空气湿度进行更精确的控制。
用于获得所要求组合物的操作程序比生产根据原型的组合物的操作程序明显简单，因为它们在更温和的条件下-在大气压和20-95℃进行，而不是根据原型的170-250℃和自压力下，另外，省略了组合物浓缩阶段，因为所要求的组合物一次和全部以所需浓度的溶液形式获得。另外，生产根据原型的组合物的方法的持续时间被缩短了2-6.5倍(3-18小时到1.5-4小时)。
表1组合物的制备条件，它们的组成和性能
NN     共聚物TFE-SVE     溶剂 溶液条件 组合物性能
缩写 量，g 当量质量 结晶度％ 相对密度 形式 极性 非极性 总质量
质量比 温度℃ 时间，h. 溶解共聚物的浓度，质量％ 粘度(B2-4)a
1 SPL-2 4 2600 10 0.97 -HSO3 异丙醇  - 196 80 4 2 8
2 SPL-1 12 1000 2 0.9 -NaSO3 甲基乙基酮  - 88 20 2 12 40
3 SPL-4 8 1070 8 0.95 -KSO3 酮  - 92 22 3 8 38
4 SPL-4 9.3 1070 6 0.93 -KSO3 乙醇  - 91 75 2 9.3 30
5 SPL-3 35 1100 9 0.92 -LiSO3 二甲基甲酰胺  - 65 80 2.5 35 450
6 SPL-5 10 1600 10 0.97 -HSO3 二甲基甲酰胺+乙醇1∶1  - 90 95 2 10 51
7 SPL-1 15 1000 4 0.94 -NaSO3 乙醇+甲基乙基酮10∶1  - 85 80 1.5 15 63
8 SPL-2 1 2600 10 0.97 -HSO3 乙醇1 1，1，1-三氯溴乙烷1 99 80 3 1 5
9 SPL-6 7 1200 7 0.96 -HSO3 异丙醇10 苯1 93 75 3 7 23
10 SPL-7 6 1700 7.5 0.963 -LiSO3 异丙醇2 苯1 87 90 2 6 15
11 SPL-6(对照) 2 1200 12 0.97 -HSO3 异丙醇  - 198 75 3 0 -
12 SPL-6(对照) 2 1200 10.5 0.993 -HSO3 异丙醇  - 198 75 3 0 -

Claims (5)

1、液体组合物，它含有：
-具有MSO3官能团和高于900的当量质量的离子交换全氟化共聚物，其中M能够是氢或碱金属，
-极性有机溶剂或者一种极性溶剂与另一非极性溶剂的混合物，
它们与其他组合物的区别在于：该全氟化共聚物具有2-10％的结晶度及在于所述形式的离子交换共聚物的密度和初始非水解和非离子共聚物的密度之间的比率是在0.90-0.97之间，
组合物的质量比在以下范围变化：
共聚物1-35％
溶剂99-65％。
2、根据权利要求1的液体组合物，它含有四氟乙烯与含全氟硫酸酯的乙烯基醚的水解共聚物，当量质量为1000-2600。
3、根据权利要求1的液体组合物，其中该离子交换全氟化共聚物含有四氟乙烯与乙烯基醚和第三改性单体的水解共聚物，所述单体选自2-全氟，4-亚甲基，4-甲基，1-3二氧戊环和烷基具有1-3个碳的乙烯基烷基全氟醚，该共聚物的当量质量在1000和2600之间。
4、根据权利要求1-3中任一项的液体组合物，其中极性有机溶剂包括选自甲醇；乙醇；异丙醇；正丙醇；异丁醇；正丁醇；丙酮；甲基乙基酮；环己酮；二甲基甲酰胺；和二甲亚砜的一种或多种的混合物。
5、根据权利要求1-3中任一项的液体组合物，其中非极性有机溶剂包括选自1，1，2-三氟-1，2-二氯乙烷；1，1-二氟-1，2-二氯乙烷；1，1，2-三氟三氯乙烷；1，1，1-三氯溴乙烷；1，1-二氟-1，1，2-三氯乙烷；戊烷；己烷；庚烷；苯；甲苯的一种或多种的混合物。
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