CN113877441B - 一种燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子膜技术领域,具体涉及一种燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜及其制备方法和应用。该复合中空纤维编织管滤膜,以中空纤维编织管作为支撑基材,具有双重分离层,该双重分离层利用中空纤维编织管‑聚氨酯类/聚砜类高分子聚合物双重改性剂共挤出一体化成膜工艺涂覆于中空纤维编织管上。本发明的复合中空纤维编织管滤膜,双功能层与编织管内衬之间的剥离强度大,长时间使用后各膜层不会发生剥离现象,解决了传统涂覆工艺易剥离、易堵塞等技术难题。此外,该复合中空纤维编织管滤膜具有高强度、耐高温、易于水蒸汽渗透扩散、防水增湿等特点,可有效避免燃料电池因湿度过高造成的电极淹没以及水分过少造成的效率下降问题。
Description
技术领域
本发明涉及高分子膜技术领域,具体涉及一种燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜及其制备方法和应用。
背景技术
基于电化学燃料电池可直接将化学能转变为热能的优势,目前大多数汽车公司开发的燃料电池都着重于开发质子交换膜燃料电池。然而,质子交换膜燃料电池运行过程中必须有适当水分子:当膜中水分子过少时,膜不能传导质子,燃料电池效率下降,甚至无法正常工作;而当膜中水分子过多时,会引起整个燃料电池系统堵水,燃料电池也无法正常工作。面对这一难题,亟需借助增湿系统来保障电池性能。相比于增湿量少、不适于工业化应用的自增湿技术,耐高温、稳定高效的膜法外增湿技术受到广泛关注。
作为核心部件,传统的增湿膜得到了广泛关注与研究,如中国发明申请CN106674562A公开了一种具有疏水结构的聚乙烯醇薄膜及其制备方法,该疏松聚乙烯醇膜与同类聚乙烯醇膜相比,具有更好的水、气透过性,同时在聚乙烯醇的良溶剂环境下具有更好的尺寸稳定性,然而聚乙烯醇与水分子优异的亲和性,易于水分子的吸收、扩散,但并不易于水蒸汽逃逸,增湿效果仍不理想。中国发明申请CN200310119265.5公开了一种纤维素中空纤维气体增湿膜,该膜机械强度高,具有较强的耐有机溶剂、耐酸碱能力,透水能力大,然而对于燃料电池体系,质子交换膜中的水含量过高时,会导致电极被淹没,并不利于燃料电池的正常工作。除此之外,以上高分子膜材料均无法满足高温条件下长期使用,极大程度限制了增湿膜的长期使用稳定性。
为了保障燃料电池在工作过程中保持优异耐高温稳定性、稳定高效防水增湿效果,本发明提供了一种基于中空纤维编织管,通过一步法在外表面修饰防水增湿、耐温性能的聚氨酯类高分子聚合物与具有亲水、耐高温性能的聚砜类高分子聚合物,以满足增湿膜对水分子捕捉、渗透及水蒸气逃逸等的要求,进而保证燃料电池系统稳定、高效增湿。
发明内容
本发明提供了一种燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜的制备方法,该制备工艺简单、材料价格低廉且制备过程中未涉及有毒试剂,所得复合中空纤维编织管滤膜在燃料电池增湿系统工作过程中,增湿效果稳定,具有广泛的应用价值。
为了实现上述目的,本发明采用技术方案如下:
本发明的燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜的制备方法,包括以下步骤:
以中空纤维编织管作为支撑基材,利用双重改性剂共挤出一体化成膜工艺在所述中空纤维编织管的外表面依次固定聚氨酯类/聚砜类高分子聚合物双重改性剂,制得所述复合中空纤维编织管滤膜。
在本发明中,以中空纤维编织管作为支撑基材,利用中空纤维编织管-聚氨酯类/聚砜类高分子聚合物双重改性剂共挤出一体化成膜工艺,通过化学作用力将具有防水增湿、耐温性能的聚氨酯类高分子聚合物与具有亲水、耐高温性能的聚砜类高分子聚合物固定在编织管外表面形成耐高温、防水增湿双重分离层,获得燃料电池用高强度、耐高温、防水增湿型复合中空纤维编织管滤膜成品。该制备工艺简单、材料价格低廉且制备过程中未涉及有毒试剂,制备得到的复合中空纤维编织管滤膜在燃料电池增湿系统工作过程中,增湿效果稳定,具有广泛的应用价值和市场价值。
本发明的燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜的制备方法,具体包括如下步骤:
S1、将固含量为16~24wt%的聚氨酯类高分子聚合物与有机溶剂、致孔剂混合,并于60~90℃下搅拌溶解8~24h,经过滤、脱泡10min~48h后,得到聚氨酯类高分子聚合物铸膜液;
S2、将固含量为16~24wt%的聚砜类高分子聚合物与有机溶剂、致孔剂、亲水剂混合,并于60~90℃下搅拌溶解8~24h,经过滤、脱泡12~48h后,得到聚砜类高分子聚合物铸膜液;
S3、采用三孔式喷丝头,将聚氨酯类高分子聚合物铸膜液、聚砜类高分子聚合物铸膜液依次置于中空纤维编织管外侧;在0.1~2.0MPa下,将聚氨酯类/聚砜类高分子聚合物双重改性剂同中空纤维编织管从喷丝头挤出,依次经过外凝固浴凝胶化、连续化水洗和干燥,得到燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜;
其中,步骤S1和步骤S2无先后顺序限定。
优选地,所述步骤S1中,聚氨酯类高分子聚合物为聚醚聚氨酯或聚酯聚氨酯中的任意一种或多种的组合。
步骤S2中,所述聚砜类高分子聚合物为聚砜、磺化聚砜、聚醚砜、聚芳聚醚砜、磺化聚醚砜或季铵类聚醚砜中的任意一种或多种的组合。
优选地,步骤S1和S2中的有机溶剂为二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮中的任意一种或多种的组合。
优选地,步骤S1和S2中,所述致孔剂为碳酸氢铵、偶氮二甲酰胺、PEG200、PEG400、PEG800、PEG1000、PEG2000、PVP-K17、PVP-K30、PVP-K60、PVP-K90或聚乙烯醇中的任意一种或多种的组合。
优选地,步骤S2中,所述亲水剂为是磺化聚砜、壳聚糖、聚乙烯亚胺、聚酰胺胺或二氧化钛中的任意一种或多种的组合。
优选地,步骤S3中,所述中空纤维编织管为聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯腈、聚四氟乙烯、锦纶、腈纶、丙纶、涤纶、氯纶、维纶、氨纶或玻璃纤维中的任意一种或多种的组合。
优选地,步骤S3中,所述外凝固浴为水、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮中的任意一种或多种的组合,且所述有机溶剂占混合溶液的质量分数不超过80wt%。
优选地,步骤S3中,聚氨酯类、聚砜类高分子聚合物仅涂覆在中空纤维编织管外表面,并不会完全渗透。
本发明复合中空纤维编织管滤膜的制备方法制备得到的复合中空纤维编织管滤膜,理应属于本发明的保护范围,由所述复合中空纤维编织管滤膜制得的增湿膜组件对流动空气的增湿率可达130-250%。
本发明复合中空纤维编织管滤膜的制备方法制备得到的复合中空纤维编织管滤膜在燃料电池的气体增湿系统外增湿过程中的应用,也理应属于本发明的保护范围。
本发明的燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜的制备方法,与现有技术相比,具有以下优点:
1、聚氨酯类聚合物膜的疏水特性可防止水分子透过,但有利于水蒸汽透过并脱离中空纤维编织管对内部空气增湿,可有效避免中空纤维编织管内水分子过多引起整个燃料电池系统堵水,燃料电池无法正常工作的问题;而亲水性聚砜类聚合物膜有利于水分子的渗透、扩散,可有效避免中空纤维编织管内水分子过少时,造成不能传导质子,燃料电池效率下降,甚至无法正常工作的问题。本发明利用一步法将二者同时固定于中空纤维编织管外表面,可实现燃料电池系统的高效、稳定增湿。
2、本发明所制备的燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜,综合了聚氨酯类与聚砜类高分子聚合物的优势,除可实现稳定、高效增湿效果外,还具有更加优异的高弹、高强、耐磨、耐热和耐化学药品的性能。
3、通过本发明制备方法制备得到的燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜抵抗外界变形能力强,在外力、高温、干湿等不利作用下,也不会轻易发生开裂的现象,能有效保持体系的稳定性、耐久性。
4、相比于增湿量少、不适于工业化应用的自增湿技术,本发明制备工艺简单、材料价格低廉且实验过程中未涉及有毒试剂,增湿效果优异、稳定,为绿色高效工艺。
5、通过本发明制备方法制备得到的燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜,双重功能层与管式内衬之间的剥离强度增加,可被提升40%以上;该高强度、防漏增湿复合管式膜制备工艺操作简单,结构稳定,耗时短,处理效果明显,可广泛应用于增强型燃料电池增湿系统。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1对应燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜截面结构示意图(A)聚砜类高分子聚合物涂层;(B)聚氨酯类高分子聚合物涂层;
图2为实施例2对应中空纤维编织管滤膜截面示意图;
图3为实施例2对应中空纤维编织管滤膜外表面示意图。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
S11、将固含量为22wt%的聚醚聚氨酯、二甲基亚砜、碳酸氢铵于70℃下搅拌溶解12h,经过滤、脱泡24h后,得到聚氨酯类高分子聚合物铸膜液;
S12、将固含量为22wt%的聚醚砜、二甲基亚砜、PEG1000、磺化聚醚砜于70℃下搅拌溶解12h,经过滤、脱泡24h后,得到聚砜类高分子聚合物铸膜液;
S13、采用三孔式喷丝头,将聚氨酯类高分子聚合物铸膜液、聚砜类高分子聚合物铸膜液依次置于中空纤维编织管外侧;在1.0MPa下,将聚醚聚氨酯/聚醚砜双重改性剂同中空纤维编织管从喷丝头挤出,经过水外凝固浴凝胶化、连续化水洗、快速干燥等过程,得到燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜;
其中,步骤S11和步骤S12无先后顺序限定。
实施例2
S21、将固含量为16wt%的聚酯聚氨酯、N,N-二甲基甲酰胺、偶氮二甲酰胺于60℃下搅拌溶解8h,经过滤、脱泡10min后,得到聚氨酯类高分子聚合物铸膜液;
S22、将固含量为16wt%的聚芳聚醚砜、N,N-二甲基甲酰胺、PEG2000、聚乙烯亚胺于60℃下搅拌溶解8h,经过滤、脱泡12h后,得到聚砜类高分子聚合物铸膜液;
S23、采用三孔式喷丝头,将聚氨酯类高分子聚合物铸膜液、聚砜类高分子聚合物铸膜液依次置于中空纤维编织管外侧;在0.1MPa下,将聚酯聚氨酯/聚芳聚醚砜双重改性剂同中空纤维编织管从喷丝头挤出,经过水外凝固浴凝胶化、连续化水洗、快速干燥等过程,得到燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜;
其中,步骤S21和步骤S22无先后顺序限定。
实施例3
S31、将固含量为24wt%的聚醚聚氨酯、N,N-二甲基乙酰胺、偶氮二甲酰胺于90℃下搅拌溶解24h,经过滤、脱泡48h后,得到聚氨酯类高分子聚合物铸膜液;
S32、将固含量为24wt%的磺化聚砜、N,N-二甲基乙酰胺、PEG200、二氧化钛于90℃下搅拌溶解24h,经过滤、脱泡48h后,得到聚砜类高分子聚合物铸膜液;
S33、采用三孔式喷丝头,将聚氨酯类高分子聚合物铸膜液、聚砜类高分子聚合物铸膜液依次置于中空纤维编织管外侧;在2.0MPa下,将聚醚聚氨酯/磺化聚砜双重改性剂同中空纤维编织管从喷丝头挤出,经过水外凝固浴凝胶化、连续化水洗、快速干燥等过程,得到燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜;
其中,步骤S31和步骤S32无先后顺序限定。
实施例4
S41、将固含量为24wt%的聚醚聚氨酯、N-甲基吡咯烷酮、碳酸氢铵于80℃下搅拌溶解24h,经过滤、脱泡24h后,得到聚氨酯类高分子聚合物铸膜液;
S42、将固含量为18wt%的聚砜、N-甲基吡咯烷酮、PVP K17、壳聚糖于80℃下搅拌溶解10h,经过滤、脱泡12h后,得到聚砜类高分子聚合物铸膜液;
S43、采用三孔式喷丝头,将聚氨酯类高分子聚合物铸膜液、聚砜类高分子聚合物铸膜液依次置于中空纤维编织管外侧;在0.3MPa下,将聚醚聚氨酯/聚砜双重改性剂同中空纤维编织管从喷丝头挤出,经过水与N-甲基吡咯烷酮混合(体积比为9:1)外凝固浴凝胶化、连续化水洗、快速干燥等过程,得到燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜。;
其中,步骤S41和步骤S42无先后顺序限定。
实施例5
S51、将固含量为20wt%的聚酯聚氨酯、N,N-二甲基甲酰胺、偶氮二甲酰胺于70℃下搅拌溶解12h,经过滤、脱泡36h后,得到聚氨酯类高分子聚合物铸膜液;
S52、将固含量为20wt%的季铵类聚醚砜、N,N-二甲基甲酰胺、PVP K90、聚乙烯亚胺于60℃下搅拌溶解24h,经过滤、脱泡48h后,得到聚砜类高分子聚合物铸膜液;
S53、采用三孔式喷丝头,将聚氨酯类高分子聚合物铸膜液、聚砜类高分子聚合物铸膜液依次置于中空纤维编织管外侧;在1.5MPa下,将聚酯聚氨酯/季铵类聚醚砜双重改性剂同中空纤维编织管从喷丝头挤出,经过水与N,N-二甲基甲酰胺混合(体积比为9:1)外凝固浴凝胶化、连续化水洗、快速干燥等过程,得到燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜;
其中,步骤S51和步骤S52无先后顺序限定。
实施例6
S61、将固含量为24wt%的聚醚聚氨酯、N,N-二甲基乙酰胺、偶氮二甲酰胺于65℃下搅拌溶解8h,经过滤、脱泡36h后,得到聚氨酯类高分子聚合物铸膜液;
S62、将固含量为22wt%的聚醚砜、N,N-二甲基乙酰胺、PVP K30、聚酰胺胺于70℃下搅拌溶解12h,经过滤、脱泡36h后,得到聚砜类高分子聚合物铸膜液;
S63、采用三孔式喷丝头,将聚氨酯类高分子聚合物铸膜液、聚砜类高分子聚合物铸膜液依次置于中空纤维编织管外侧;在0.8MPa下,将聚醚聚氨酯/聚醚砜双重改性剂同中空纤维编织管从喷丝头挤出,经过水与N,N-二甲基乙酰胺混合(体积比为1:1)外凝固浴凝胶化、连续化水洗、快速干燥等过程,得到燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜;
其中,步骤S61和步骤S62无先后顺序限定。
实施例7
S71、将固含量为20wt%的聚醚聚氨酯、N,N-二甲基甲酰胺、碳酸氢铵于75℃下搅拌溶解20h,经过滤、脱泡36h后,得到聚氨酯类高分子聚合物铸膜液;
S72、将固含量为22wt%的聚醚砜、N,N-二甲基甲酰胺、PVP K60、磺化聚醚砜于65℃下搅拌溶解24h,经过滤、脱泡24h后,得到聚砜类高分子聚合物铸膜液;
S73、采用三孔式喷丝头,将聚氨酯类高分子聚合物铸膜液、聚砜类高分子聚合物铸膜液依次置于中空纤维编织管外侧;在1.2MPa下,将聚醚聚氨酯/聚醚砜双重改性剂同中空纤维编织管从喷丝头挤出,经过水与N,N-二甲基甲酰胺混合(体积比为1:1)外凝固浴凝胶化、连续化水洗、快速干燥等过程,得到燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜;
其中,步骤S71和步骤S72无先后顺序限定。
实施例8
S81、将固含量为24wt%的聚酯聚氨酯、N-甲基吡咯烷酮、碳酸氢铵于85℃下搅拌溶解12h,经过滤、脱泡48h后,得到聚氨酯类高分子聚合物铸膜液;
S82、将固含量为24wt%的聚芳聚醚砜、N-甲基吡咯烷酮、PEG400、壳聚糖于75℃下搅拌溶解15h,经过滤、脱泡15h后,得到聚砜类高分子聚合物铸膜液;
S83、采用三孔式喷丝头,将聚氨酯类高分子聚合物铸膜液、聚砜类高分子聚合物铸膜液依次置于中空纤维编织管外侧;在1.8MPa下,将聚酯聚氨酯/聚芳聚醚砜双重改性剂同中空纤维编织管从喷丝头挤出,经过水外凝固浴凝胶化、连续化水洗、快速干燥等过程,得到燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜;
其中,步骤S81和步骤S82无先后顺序限定。
实施例9
S91、将固含量为16wt%的聚醚聚氨酯、二甲基亚砜、碳酸氢铵于90℃下搅拌溶解12h,经过滤、脱泡42h后,得到聚氨酯类高分子聚合物铸膜液;
S92、将固含量为19wt%的磺化聚醚砜、二甲基亚砜、PEG800、聚乙烯亚胺于80℃下搅拌溶解12h,经过滤、脱泡24h后,得到聚砜类高分子聚合物铸膜液;
S93、采用三孔式喷丝头,将聚氨酯类高分子聚合物铸膜液、聚砜类高分子聚合物铸膜液依次置于中空纤维编织管外侧;在2.0MPa下,将聚醚聚氨酯/磺化聚醚砜双重改性剂同中空纤维编织管从喷丝头挤出,经过水外凝固浴凝胶化、连续化水洗、快速干燥等过程,得到燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜;
其中,步骤S91和步骤S92无先后顺序限定。
实施例10
S101、将固含量为20wt%的聚醚聚氨酯、N,N-二甲基甲酰胺、偶氮二甲酰胺于60℃下搅拌溶解10h,经过滤、脱泡30h后,得到聚氨酯类高分子聚合物铸膜液;
S102、将固含量为20wt%的聚醚砜、N,N-二甲基甲酰胺、PEG1000、聚酰胺胺于80℃下搅拌溶解24h,经过滤、脱泡36h后,得到聚砜类高分子聚合物铸膜液;
S103、采用三孔式喷丝头,将聚氨酯类高分子聚合物铸膜液、聚砜类高分子聚合物铸膜液依次置于中空纤维编织管外侧;在0.2MPa下,将聚醚聚氨酯/聚醚砜双重改性剂同中空纤维编织管从喷丝头挤出,经过水外凝固浴凝胶化、连续化水洗、快速干燥等过程,得到燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜;
其中,步骤S101和步骤S102无先后顺序限定。
本发明以实施例2所述的方法制备的复合中空纤维编织管滤膜为研究对象,利用场发射扫描电镜对其截面、外表面微观形貌进行分析,可明显看到截面的编织管呈疏松结构,外表面因双重分离层的存在呈均匀致密结构,如图2、3所示。
鉴于燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜的制备方法制备得到的复合中空纤维编织管滤膜,一方面具备较高的相对湿度意味着进气加湿携带的水量更多;另一方面,复合中空纤维编织管滤膜的亲水层易于水分子的渗透、扩散,协同疏水聚氨酯聚合物层可防止水分子透过,有利于水蒸汽透过与脱离编织管对内部空气增湿的特点。进一步,对实施例所制得的复合中空纤维编织管滤膜进行增湿效果分析,表1为实施例1-10所制备得到的复合中空纤维编织管滤膜的耐受温度、接触角、断裂强度与增湿前后湿度数据。
其中,增湿效果测试方法如下:
为研究各实施例所对应的复合中空纤维编织管滤膜用于流动空气增湿的可行性,本申请将编织管滤膜做成一种带有空气流道的增湿膜组件。在膜组件中,来自压缩空气瓶的吹扫空气可带走膜组件内部渗透扩散的水分子进行加湿。在该系统中湿空气和吹扫空气的参数(如温度、湿度和流速)均可调控。利用空气加湿系统对该系统进行增湿,增湿的湿度和流量可通过阀门进行调控。处理空气两侧的入口及出口温度可由Pt-Rt Ds热电偶测量得到,其精度为0.2℃;入口和出口空气的湿度使用湿度传感器(Aosong AF3485A)测量,其精度为2%RH。
表1为实施例1-10所制备得到的复合中空纤维编织管滤膜的耐受温度、接触角、断裂强度与增湿前后湿度数据
由表1数据可得,通过本发明制备方法制备得到的燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜均具有较好的增湿效果,外表面亲水性最佳聚合物的增湿效果也最优异,并且由该复合中空纤维编织管滤膜制得的增湿膜组件对流动空气的增湿率可达130-250%。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
以中空纤维编织管作为支撑基材,利用双重改性剂共挤出一体化成膜工艺在所述中空纤维编织管的外表面依次固定聚氨酯类/聚砜类高分子聚合物双重改性剂,制得所述复合中空纤维编织管滤膜;
具体包括如下步骤:
S1、将固含量为16~24 wt%的聚氨酯类高分子聚合物与有机溶剂、致孔剂混合,并于60~90 ℃下搅拌溶解8~24 h,经过滤、脱泡10 min~48 h后,得到聚氨酯类高分子聚合物铸膜液;
S2、将固含量为16~24 wt%的聚砜类高分子聚合物与有机溶剂、致孔剂、亲水剂混合,并于60~90 ℃下搅拌溶解8~24 h,经过滤、脱泡12~48 h后,得到聚砜类高分子聚合物铸膜液;
S3、采用三孔式喷丝头,将聚氨酯类高分子聚合物铸膜液、聚砜类高分子聚合物铸膜液依次置于中空纤维编织管外侧;在0.1~2.0 MPa下,将聚氨酯类/聚砜类高分子聚合物双重改性剂同中空纤维编织管从喷丝头挤出,依次经过外凝固浴凝胶化、连续化水洗和干燥,得到燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜;
其中,步骤S1和步骤S2无先后顺序限定;
所制备得到的复合中空纤维编织管滤膜可应用于燃料电池的气体增湿系统外增湿过程中。
2.根据权利要求1所述燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜的制备方法,其特征在于,步骤S1中,所述聚氨酯类高分子聚合物为聚醚聚氨酯或聚酯聚氨酯中的任意一种或两种的组合;
步骤S2中,所述聚砜类高分子聚合物为聚砜、磺化聚砜、聚醚砜、聚芳聚醚砜、磺化聚醚砜或季铵类聚醚砜中的任意一种或多种的组合。
3.根据权利要求1所述燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜的制备方法,其特征在于,步骤S1和S2中的有机溶剂为二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮中的任意一种或多种的组合。
4.根据权利要求1所述燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜的制备方法,其特征在于,步骤S1和S2中,所述致孔剂为碳酸氢铵、偶氮二甲酰胺、PEG200、PEG400、PEG800、PEG1000、PEG2000、PVP-K17、PVP-K30、PVP-K60、PVP-K90或聚乙烯醇中的任意一种或多种的组合。
5.根据权利要求1所述燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜的制备方法,其特征在于,步骤S2中,所述亲水剂为是磺化聚砜、壳聚糖、聚乙烯亚胺、聚酰胺胺或二氧化钛中的任意一种或多种的组合。
6.根据权利要求1所述燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜的制备方法,其特征在于,步骤S3中,所述中空纤维编织管为聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯腈、聚四氟乙烯、锦纶、腈纶、丙纶、涤纶、氯纶、维纶、氨纶或玻璃纤维中的任意一种或多种的组合。
7. 根据权利要求1所述燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜的制备方法,其特征在于,步骤S3中,所述外凝固浴为水、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮中的任意一种或多种的组合,且所述有机溶剂占混合溶液的质量分数不超过80 wt%。
8.权利要求1-7任意一项所述燃料电池用复合中空纤维编织管滤膜的制备方法制备得到的复合中空纤维编织管滤膜,其特征在于,由所述复合中空纤维编织管滤膜制得的增湿膜组件对流动空气的增湿率为130-250% 。
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