DE112020005283T5 - Verfahren zur Oberflächenaktivierung in Nanotiefe auf der Basis einer PTFE-Membran - Google Patents

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Xin Xiang
Jianhua Wu
Yawei ZHU
Jingxin Zhao
Wenwei Li
Zhengfeng Shuai
Hong Wu
Jianping Wu
Fangliang Zhao
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China Three Gorges Renewables Group Co Ltd
Nanjing Haohui Hi Tech Co Ltd
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China Three Gorges Corp
China Three Gorges Renewables Group Co Ltd
Nanjing Haohui Hi Tech Co Ltd
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Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren zur Oberflächenaktivierung in Nanotiefe auf der Basis einer PTFE-Membran und bezieht sich auf das technische Gebiet von Polymerverbundmaterialien. Nach dem Abdecken der funktionellen Oberfläche der nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE wird die einzige Seite der Membran, auf die der Klebstoff aufgetragen wird, einer Oberflächenaktivierungsbehandlung unterzogen. Das kaltklebende Klebeband mit hoher Zähigkeit wird durch eine mechanische Leimungsvorrichtung auf einer Membranoberfläche basierend auf einer nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE mit einer aktivierten Strukturschicht migriert und zusammengesetzt, um einen Klebstoff-Membran-Verbund zu bilden. Eine extrem starke Affinität und hochfeste Klebeeigenschaften werden zwischen der Membran und dem Klebstoff erzeugt, um einen Klebstoff-Membran-Verbund zu bilden, wodurch die Integration des Membran-/Klebstoffverbunds, des Membran-/Membranverbunds und der Membran-/Klebstoffschicht nach dem Kleben realisiert wird. Gleichzeitig werden die Klebefestigkeit und die Klebeabziehfestigkeit des Klebstoffs und die Persistenz der Klebekraft verbessert, wodurch das technische Problem gelöst wird, dass das PTFE-Material ohne jedes Material verklebt wird.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet von Polymerverbundmaterialien, insbesondere auf ein Verfahren zur Oberflächenaktivierung in Nanotiefe auf der Basis einer PTFE-Membran.
  • STAND DER TECHNIK
  • Windenergieanlagen, die in großen Höhen, Berggebieten und Tiefkühlgebieten in China installiert sind, sind vom Klima betroffen, und die Schaufeln frieren jeden Winter in unterschiedlichem Maße, was zu abnormalen Schaufelarbeiten führt. Die Ausgangsleistung des Lüfters kann die garantierte Leistung nicht erreichen und stoppt, was eine große Menge an Stromkosten und sogar einen Schaufelbruchunfall verliert. Der direkte Einfluss unzureichender Techniken zur Verhinderung der Vereisung und Enteisung von Lüfterschaufeln auf die Windenergie besteht darin, dass die Vorteile der Windenergie verloren gehen, was ein Sicherheitsrisiko für den Betrieb der Einheit darstellt. Daher ist die Lösung des Problems der Vereisung von Lüfterschaufeln ein wichtiges Thema für die Windkraftindustrie weltweit. Wissenschaftliche Forschungseinrichtungen im In- und Ausland und die Windkraftindustrie haben verwandte Forschungen zu Enteisungstechnologiematerialien für Lüfterschaufeln durchgeführt.
  • Durch Durchsuchen der öffentlichen Literatur ausländischer Datenbanken und verwandter Websites wurde festgestellt, dass das Patent JP2003113254 eine Schaufelbeschichtung für Windkraftanlagen erfunden hat, wobei Polyfluorid, Polyvinylidenfluorid, Trockeneis, Toner, Tungöl, Polyvinylformaldehyd, Polyetherimid, Strohpulver, Konservierungsmittel, Dispergiermittel und Nivelliermittel als Rohmaterialien verwendet werden, um eine poröse superhydrophobe Polyvinylidenfluoridfilmbeschichtung zu bilden, so dass eine gute Vereisungsschutzeffizienz erwartet wird. Das Patent WO2006058233 offenbart einen selbstreinigenden Antireflexionsfilm und ein Herstellungsverfahren für homogene Doppelschicht-SiO2 und Polytetrafluorethylen zur Verhinderung der Vereisung von Schaufeln, wobei der Antireflexionsfilm aus einer dichten Siliciumdioxidschicht, einer porösen Siliciumdioxid-Nanostabschicht und einem Polytetrafluorethylen-Nanostab besteht, wobei in dem Herstellungsverfahren eine dreischichtige dichte Siliciumdioxid-, poröse Siliciumdioxid- und Polytetrafluorethylen-Nanostab-Verbundmembran mit einem allmählich abnehmenden Brechungsindex sequentiell auf einem transparenten oder durchscheinenden Substrat durch Elektronenstrahlverdampfungsverfahren abgeschieden wird. Das Patent US20170028361 offenbart eine PFSA/PTFE-Verbundmembran zur Verhinderung der Vereisung von Schaufeln, umfassend die folgenden Schritte: Eine wässrige Lösung eines niedrigsiedenden organischen Alkohollösungsmittels löst eine Perfluorsulfonsäuresubstanz; Dann werden ein hochsiedendes organisches Lösungsmittel und ein Siliciumdioxidsol zu der Lösung zugegeben, um eine Harzlösung für die Membranbildung herzustellen; Die Membranbildungsmaschine treibt die mikroporöse Membran aus expandierter PTFE-Basismembran an, um auf der Trägerwalze der Membranbildungsmaschine zu laufen; Die Basismembran wird zuerst in eine Harzlösung mit niedriger Konzentration eingetaucht und dann bei 40-100 °C getrocknet; Die getrocknete Basismembran wird weiterhin in eine Lösung mit hoher Konzentration eingetaucht und dann bei 40-100 °C getrocknet und dann wiederholt in eine Lösung mit hoher Konzentration eingedrungen und getrocknet; Bis die Verbundmembran eine vorbestimmte Dicke erreicht, wird die Verbundmembran in einen Ofen gegeben, um ihn bei 120-200 °C zu trocknen und zu formen, um eine vollständige Verbundmembran zu erhalten. Das Patent EP2767330 offenbart ein Verbundmaterial mit einer porösen PTFE-Membran zur Verhinderung der Vereisung von Schaufeln, wobei die poröse PTFE-Membran eine PTFE-Zwischenmembran mit einer Porengröße von etwa 2 µm bis etwa 20 µm umfasst, wobei die poröse PTFE-Membran zwischen einer porösen Fluorpolymermembran mit einer großen Porengröße eingesetzt und geklebt ist. Das Patent CN101821500A erfindet ein Verfahren zum Enteisen der Windturbinenschaufel, eine Windturbine und ein Verfahren zur Verwendung, wobei das Verfahren verwendet wird, um die Windturbinenschaufel zu enteisen, nachdem die Windturbine für eine gewisse Zeit gestoppt wurde. Die Vereisung wird von der Schaufel durch Bildung eines Beschleunigungszustands und anschließender Bildung eines Verzögerungszustands in der Schaufel abgewürgt. Bei großen Windkraftanlagen ist die Amplitude der Schaufelwurzel jedoch klein, so dass diese technische Lösung schwierig zu realisieren ist.
  • Chinas akademische, wissenschaftliche Forschungseinrichtungen und die Windkraftindustrie haben die Forschung zur Verhinderung der Vereisung von Lüfterschaufeln nie unterbrochen. Die in der offenbarten Literatur beschriebenen Verfahren umfassen verschiedene Enteisungsformen wie Maschinen, Lösungen, Beschichtungen, Heißgas, Mikrowellen, Vibrationen, elektrische Heizung, Ultraschall. Yao Gang und andere von Fakultät für Elektrotechnik, Universität Wuhan stellten superhydrophobe Nanokomposite her und untersuchten ihre Wirkung auf die Vereisung. Unter Verwendung einer Kombination aus Hochgeschwindigkeitsrühren und Ultraschalldispersion wird das mit dem Kupplungsmittel behandelte Nano-SiO2-x gleichmäßig in einem fluorierten Silikonharz mit hydrophoben Eigenschaften dispergiert, und die hergestellte superhydrophobe Nanokompositbeschichtung wird zur Verhinderung der Vereisung von Lüfterschaufeln verwendet. Das Patent 201610675902.4 offenbart ein Herstellungsverfahren und eine Anwendung einer Verbundmembran auf Basis von PTFE und Polyester zur Verhinderung der Vereisung von Windkraftanlagenschaufeln, einschließlich Laminierung unter Verwendung eines Klebeverbundmittels, Grenzflächenklebstoffapplikation und Applikation des photoinitiierten Haftklebstoffs unter Verwendung eines Haftklebstoffs, wobei das Klebeverbundmittel aus 3-Isocyanatomethyl-3,5,5-Trimethylcyclohexylisocyanat, Vinylacetat, Ethylcarbamat, α-Lmolensäure, Benzoylperoxid, (4) ethoxyliertem Bisphenol-A-Dimethacrylat und dergleichen besteht, wobei der photoinitiierte Haftklebstoff aus Poly [Butylacrylat-Glycidylmethacrylat-n-Butoxylmethacrylamid] -Copolymer, Butylacrylat, (4) ethoxyliertem Bisphenol-A-dimethylacrylat, 4,4'-Bis (Diethylamino) Benzophenon, Dimethylformamid und dergleichen besteht, so dass das technische Problem der fehlenden Adhäsion gelöst wird, dass der Verbundmembran auf Basis von PTFE und Polyester nicht direkt auf der Oberfläche der Windkraftanlagenschaufel durch den Klebstoff geklebt werden kann, wodurch die Klebeabziehfestigkeit verbessert wird, die für die Vereisungsbeständigkeit verschiedener Arten von Lüfterschaufeln verwendet werden kann. Das Patent 201610670830.4 offenbart ein Herstellungsverfahren und eine Anwendung einer nanomodifizierten Verbundmembran auf Basis von PTFE und Polyester zur Verhinderung der Vereisung von Windkraftanlagenschaufeln, einschließlich der Anwendung der PTFEmodifizierten Membran, Laminierungsverbundstoff und Applikation des photovernetzten Klebstoffs, wobei ein Modifikator aus Antimon-dotierten Zinnoxid-Nanokristallen, Nano-Titandioxid, Nano-Siliciumcarbid, organischem wasserabweisendem Fluor, Pentaerythritoltris(3 Azipropidinyl) propionat besteht, wobei der Klebeverbundstoff bei Laminierung aus 3-Isocyanatomethyl-3,5,5-Trimethylcyclohexylisocyanat, Vinylacetat, Ethylcarbamat, α-Linolensäure, (2) ethoxyliertem Bisphenol-A-Dimethacrylat, Trimethylolpropantrimethacrylat und Benzoylperoxid besteht, wobei der photovernetzte Klebstoff aus Poly [Butylacrylat-Glycidylmethacrylat-n-Butoxylmethacrylamid] - Copolymer, Vinylacetat, Butylacrylat, Acrylatderivat, Photoinitiator, Dimethylformamid besteht, wodurch wird das Problem gelöst, dass die modifizierte Verbundmembran auf Basis von PTFE und Polyester nicht direkt durch den Klebstoff an die Oberfläche der Lüfterschaufel geklebt werden kann. „Wind Energy“ veröffentlichte in der Ausgabe 09 des Jahres 2016 das Papier „Research and Analysis on Anti-icing Technology of Wind Turbine Blades“. Die nanomodifizierte PTFE-Membran, der unter Einwirkung eines Heißpressverbundverfahrens hergestellt wird, wird mit einem Gewebe auf Basis von Polyester bei hoher Temperatur verbunden, um eine nanomodifizierte PTFE-Membran und eine Polyestergewebeverbundmembran zu erhalten. Es wird erwartet, dass dies eine neue Generation neuer Materialien und Technologien zur Verhinderung der Vereisung wird, die das weltweite Problem der Vereisung von Lüfterschaufeln lösen können. Das Patent 201610675902.4 offenbart ein Herstellungsverfahren und eine Anwendung einer Verbundmembran auf Basis von PTFE und Polyester zur Verhinderung der Vereisung von Windkraftanlagenschaufeln, einschließlich Laminierung unter Verwendung eines Klebeverbundmittels, Grenzflächenklebstoffapplikation und Applikation des photoinitiierten Haftklebstoffs unter Verwendung eines Haftklebstoffs. Das Patent 201610452541.7 offenbart ein selbstklebendes Kohlefaser- und Stahlfaser-modifiziertes Polytetrafluorethylenmaterial zur Verhinderung der Vereisung von Lüfterschaufeln und ein Herstellungsverfahren dafür, wobei Stahlfasern und Kohlenstofffasern verwendet werden, um die Zugfestigkeit und Reibungsleistung von Polytetrafluorethylen zu verbessern. Gleichzeitig werden feine Füllstoffe wie SiO2 und Al-Pulver bei hohen Temperaturen durch ein verbessertes Schmelzverfahren auf die Oberfläche von Polytetrafluorethylen gesintert, wodurch der Oberflächensmterzustand von Polytetrafluorethylen verbessert wird und die Klebefestigkeit signifikant verbessert wird. Das Patent 201310018649.1 offenbart ein Herstellungsverfahren für ein selbstklebendes flexibles PTFE-Membranband zur Verhinderung der Vereisung von Schaufeln. Das Polytetrafluorethylen-Dispersionsharz wird verwendet, und eine bestimmte Menge an Silikon- und Lösungsmittelöl wird zugegeben und gleichmäßig gemischt, um mehr als 12 Stunden in einem Ofen bei 50 °C zu reifen. Das gereifte Pulver wird in einen säulenförmigen Rohling vorgepresst und in einen Extruder gegeben, um ein kreisförmiges Streifenmaterial mit einem Durchmesser von 20-25 mm zu extrudieren, in warmes Wasser zur Isolierung zu geben und dann durch einen großen Trommelkalander zu einer Membran zu pressen. Durch Entölen, Querdehnen, Längsdehnen und Querdehnen, Formen und Schneiden wird schließlich ein Polytetrafluorethylen-Membranbandprodukt für die Dichtungsindustrie mit ausgezeichneter Leistung erhalten. Der Dichtebereich beträgt 400-1100 g/m3 und die Zugfestigkeit beträgt 15-25 MPa. Das Patent 201720057571.8 offenbart eine lichtgesteuerte Wärmedämmmembran zur Verhinderung der Vereisung von Schaufeln, die von innen nach außen eine PET-Membran, eine Titandioxidschicht, eine Polytetrafluorethylenmembran, eine Heißschmelzklebstoffschicht, eine PET-Basismembran, eine kratzfeste Schicht und eine infrarothemmende Schicht ist. Das Patent 201610990370.3 offenbart eine zweischichtige Spinnmembran zur Verhinderung der Vereisung von Schaufeln und ein Herstellungsverfahren dafür, wobei die obere Schicht der zweischichtigen Spinnmembran zur Verhinderung der Vereisung von Schaufeln eine superhydrophobe Spinnmembran ist, die mit einer Siliciumdioxidbeschichtung besprüht ist, und die untere Schicht eine hydrophile Spinnmembran ist, die mit einer Enteisungsflüssigkeit injiziert ist. Liu Shengxian und andere von Changsha Universität für Wissenschaft und Technologie definieren die Vereisungszustandsparameter der Schaufel durch Simulationsexperimente der dynamischen Eigenschaften der Lüfterschaufel unter verschiedenen Vereisungszuständen und simulieren und berechnen den Eigenwertindex unter dem Vereisungszustand der Schaufel, um eine auf Vibrationsdetektion basierende Vereisungszustandsdiagnosetechnologie der Windturbinenschaufel zu untersuchen. GOLD WIND hat eine elektrothermische Enteisungstechnologie entwickelt. Heizelemente wie Membrannen aus Kohlefaser oder Widerstandsdrähte, wie Kohlefaser, Heizwiderstand, Metallheiznetz, leitfähige Heizmembran oder andere Heizelemente, sind in der Schaufelbeschichtung vorvergraben und bilden ein elektrothermisches Enteisungssystem mit einem Überhitzungsschutzkonverter, einer Stromversorgung usw. Die Oberfläche der Schaufel wird durch elektrische Erwärmungstemperatur geschmolzen, um eine Enteisungswirkung zu erzielen. WINDEY hat eine Heißgasenteisungstechnologie entwickelt, die durch elektrische Heizung in den Schaufelhohlraum erzeugt wird. Durch Anordnen eines Heißgasbelüftungsrohrs in dem Schaufelhohlraum und Hinzufügen einer Heizvorrichtung zu der Lüfternabe wird das Heißgas oder das Heißgas, das durch eine andere Strahlungsquelle erhitzt wird, in dem Belüftungsrohr zirkuliert. Die Wärme wird durch das Schaufelgehäuse auf die äußere Oberfläche der Schaufel übertragen, so dass die Schaufel eine bestimmte Temperatur aufweist. Die Schaufel wird indirekt unter der Einwirkung von Heißgas erhitzt, um das Einfrieren von unterkühlten Wassertröpfchen zu verhindern, wodurch der Zweck der Enteisung erreicht wird.
  • Zusammenfassend gibt es viele technische Methoden zur Enteisung von Lüfterschaufeln im In- und Ausland. Einige dieser technischen Methoden liegen nur in der Grundlagenforschung und einige, obwohl sie experimentell angewendet wurden, erzielen nicht den idealen Effekt der Verhinderung der Vereisung. Insbesondere das Enteisungsverfahren unter Verwendung von Widerstandsdraht und elektrischer Heißluft, erhöht zusätzlich zu der unoffensichtlichen Enteisungswirkung auch das Gewicht jeder Schaufel um 200 kg. Die Gewichtszunahme der gesamten Maschinenschaufel beträgt 600 kg, was die Gewichtsbelastung der Lüfterschaufel erhöht und die Stromeliminierungsrate der Anlage um mehr als 8-10% erhöht. Wenn die elektrische Heizung einer Schaufel ausfällt, muss das gesamte elektrische Heiz- und Enteisungssystem den Betrieb einstellen, da sonst die Schaufel aufgrund der unterschiedlichen Vereisungsqualität ein Ungleichgewicht des Gegengewichts und einen Fehler oder Unfall aufgrund einer starken Verschiebung des Schwerpunkts verursacht und gleichzeitig ein Sicherheitsrisiko für Blitzeinschläge birgt.
  • Obwohl das Material auf Basis von PTFE den Leistungsvorteil einer niedrigen Oberflächenspannung aufweist, kann es der Adhäsion von Eiskristallen an der Lüfterschaufel nach der Herstellung der Membran auf Basis von PTFE nur aufgrund seiner Antiadhäsionsleistung mit niedriger Oberflächenspannung nicht widerstehen, wodurch die Wirkung und der Zweck der tatsächlichen Beständigkeit gegen die Vereisung der Oberfläche der Lüfterschaufel nicht erreicht werden. Wenn die Maßnahmen zur Modifizierung von PTFE nicht ergriffen werden, kann die hergestellte Membran auf Basis von PTFE nicht direkt und fest an der Oberfläche der Lüfterschaufel geklebt werden. Mit der modifizierten Membran auf Basis von PTFE wird auch der Leistungsvorteil der niedrigen Oberflächenspannung stark reduziert.
  • INHALT DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
  • Um die obigen technischen Probleme zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Oberflächenaktivierung in Nanotiefe auf der Basis einer PTFE-Membran bereit, wobei nach dem Abdecken der funktionellen Oberfläche der nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE mit konkav-konvexer geometrischer Ultrastrukturmorphologie in Nanometer- und Mikrometergröße die einzige Seite der Membran wird, auf die der Klebstoff aufgetragen wird, wird einer Oberflächenaktivierungsbehandlung mit einer Geschwindigkeit von 1,5-3 m/min in einer Vakuumumgebung und einer Atmosphäre von Stickstoff-Wasserstoff-Mischmedien von weniger als 40 °C unterzogen, so dass die Leimungsoberfläche der Membran eine aktivierte Strukturschicht mit einer Nanotiefe erzeugt; Das kaltklebende Klebeband mit hoher Zähigkeit wird durch eine mechanische Leimungsvorrichtung auf einer Membranoberfläche basierend auf einer nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE mit einer aktivierten Strukturschicht migriert und zusammengesetzt, so dass die funktionelle Gruppe des Klebstoffs chemisch mit der aktivierten Strukturschicht der Membran verbunden ist, um einen Klebstoff-Membran-Verbund zu bilden;
  • Unter diesen wird das kaltklebende Klebeband mit hoher Zähigkeit wie folgt hergestellt: PVA-1788 0,2 kg, Butylacrylat 18 kg, Acrylsäure 0,5 kg, Vinylacetat 1,0 kg, Methylmethacrylat 1,0 kg, Silikonmonomer 1,5 kg, TO-7 0,01 kg, Natriumdodecylbenzolsulfonat 0,01 kg, Benzoylperoxid 0,05 kg, Wasser 80 kg werden in den Präparationstank gegeben und nach Vakuumpumpung und Wasserentfernung bei einer Herstellungstemperatur von 85 °C und einer Herstellungszeit von 5 Stunden wird ein bandförmiges Haftklebeband mit einem Feststoffgehalt von 18,7% hergestellt und auf den PVC-Rohrkern gewickelt.
  • Technische Wirkung: Bei der vorliegenden Erfindung kann die Oberfläche der nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE durch die Oberflächenaktivierung in Nanotiefe auf die nanofunktionelle Verbundmembran auf Basis von PTFE eine aktive Strukturschicht mit einer Nanotiefe erzeugen, so dass die aktive Strukturschicht chemisch mit der funktionellen Gruppe des Klebstoffs verbunden werden kann. Eine extrem starke Affinität und hochfeste Klebeeigenschaften werden zwischen der Membran und dem Klebstoff erzeugt, um einen Klebstoff-Membran-Verbund zu bilden, wodurch die Integration des Membran-/Klebstoffverbunds, des Membran-/Membranverbunds und der Membran-/Klebstoffschicht nach dem Kleben realisiert wird.
  • Gleichzeitig werden die Klebefestigkeit und die Klebeabziehfestigkeit des Klebstoffs und die Persistenz der Klebekraft verbessert, wodurch das technische Problem gelöst wird, dass das PTFE-Material ohne jedes Material verklebt wird.
  • Weitere technische Lösungen gemäß der vorliegenden Erfindung:
  • Ferner ist vorgesehen, dass die funktionelle Oberfläche der nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE mit PE-Membran abgedeckt ist.
  • Verfahren zur Oberflächenaktivierung in Nanotiefe auf der Basis einer PTFE-Membran, dadurch gekennzeichnet, dass die nanofunktionelle Verbundmembran auf Basis von PTFE mit konkav-konvexer geometrischer Ultrastrukturmorphologie in Nanometer- und Mikrometergröße in den folgenden Schritten hergestellt wird:
    • (1) Herstellung einer nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE durch Monomerfusionspolymerisation und Mikropolymerisation
  • 1) Herstellung einer Stange durch Mischen, Vorpressen und Drücken
  • Das PTFE-Harz wird mit Silikonöl zum Erweichen von PTFE infiltriert, und das infiltrierte PTFE-Harz wird gemischt, und das monomerpolymerisierte PTFE-Stangenmaterial wird durch thermisches Vorpressen und Heißpressen mit einer Temperatur von 60-90 °C, einer Geschwindigkeit von 20-30 m/min und einem Druck von 5-8 MPa erhalten, das gleichzeitig Oberflächengleitfähigkeit aufweist;
  • 2) Herstellung einer Membran unter Schmelzpolymerisation durch Heißkalandrieren
  • Die hergestellte PTFE-Stange wird einer Schmelzpolymerisation unter Einwirkung von Heißkalandrieren unterzogen. Die Heißkalandriertemperatur beträgt 60-90 °C und die Geschwindigkeit beträgt 20-30 m/min. Unter Einwirkung von Temperatur wird das in PTFE-Harz gemischte Silikonöl mit Monomerpolymerisation durch einen Heißkalander extrudiert, um eine nanofunktionelle Verbundmembran auf Basis von PTFE mit Poren im Mikrometerbereich zu erhalten und zu einer Rolle zu wickeln;
  • Die faserförmige Struktur nach dem Schichtablösen tritt nach dem Membranriss unter der Zugwirkung von Temperatur und Heißkalandrierung auf, um eine Membran auf Basis von PTFE mit konkav-konvexer geometrischer Ultrastrukturmorphologie in Nanometer- und Mikrometergröße mit Mikroporen zu bilden. Die Dicke der Membran auf Basis von PTFE beträgt 100-120 µm und die Membranfarbe ist milchig weiß;
  • 3) Herstellung einer homogenen Membran durch Mikropolymerisation
  • Die Mikropolymerisation der nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE mit mikrokonkav-konvexer Oberflächenstruktur in Mikrometergröße wird durch Temperatureinwirkung in einem Entfettungsofen abgeschlossen. Die Temperatur im Entfettungsofen beträgt 180-200 °C, und die Infiltration, die nicht durch Heißkalandrieren extrudiert wird, wird in dem PTFE-Harz durchgeführt. Das monomerpolymerisierte Silikonöl durchläuft unter Temperatureinwirkung eine Polymerisationsreaktion und wird in dem PTFE-Harz polymerisiert und konsolidiert, um eine homogene Membran auf Basis von PTFE zu erhalten. Die rollenförmige Membran auf Basis von PTFE wird in einem Entfettungsofen mit einer Geschwindigkeit von 6-8 m/min gewickelt;
  • Herstellung einer nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE durch Hochtemperatur- und Hochliniendruck-Mikroeutektikum
  • Die Temperatur des Hohlraums mit Hochtemperatur- und Hochliniendruck-Mikroeutektikum ist auf 70-420 °C eingestellt. Die nanofunktionelle Verbundmembran auf Basis von PTFE wird mit einer Geschwindigkeit von 6-8 m/min vorwärts geschoben, und die Membranmolekülkette wird durch hohe Temperatur in dem Hohlraum geschrumpft und eutektisch erzeugt, und die Mikroporen werden in Nanometer- und Mikrometergröße umgewandelt, um den Oberflächenliniendruck der PTFE-Membran von 50-80 N/m zu steuern, so dass die Membran von milchig weiß zu transparenter Farbe und gleichmäßiger Transparenz wird, wodurch die ursprüngliche konkav-konvexe geometrische Ultrastrukturmorphologie in Nanometer- und Mikrometergröße der nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE beibehalten wird.
  • Vorteilhafte Wirkungen der vorliegenden Erfindung:
  • (1) Bei der vorliegenden Erfindung wird die Membran durch Monomerfusionspolymerisation und Mikropolymerisation zu einer konkav-konvexen geometrischen Ultrastrukturmorphologie in Nanometer- und Mikrometergröße hergestellt, basierend auf der vollen Ausnutzung der niedrigen Oberflächenspannungseigenschaften des Materials auf Basis von PTFE, so dass die Membran auf Basis von PTFE funktionelle Eigenschaften wie extrem niedrige Oberflächenspannung, Hydrophobie, Antiadhäsion, hohe Schmutzbeständigkeit, Hygroskopizität und Selbstreinigung hat. Die ultrahochtemperatur- und ultrahochdruckstarke mikroeutektische Technologie wird verwendet, um die Festigkeit der Membranstruktur zu erhöhen, wodurch der technische Engpass gelöst wird, dass PTFE nach dem Schichtablösen bei dem Membranriss bei hoher Temperatur eine faserförmige Struktur aufweist und die Verschleißfestigkeit verringert wird. Die Poren werden durch Temperatureinwirkung verkleinert, um die Membrantransparenz und die Konsistenz der Transparenz zu verbessern. Unter Beibehaltung der ultrastrukturellen Oberflächenmorphologie der nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE weist die Membran eine hohe Abriebfestigkeit, Verschleißzähigkeit und Schlagzähigkeit auf. Die Oberflächenaktivierungstechnologie in Nanotiefe wird verwendet, um eine chemische Verbindung zwischen der Membran und dem Klebstoff herzustellen, wodurch die Klebefestigkeit und die Klebeabziehfestigkeit des Klebstoffs und die Persistenz der Klebekraft verbessert werden;
  • (2) Bei der vorliegenden Erfindung wird ein kaltklebendes Klebeband mit hoher Zähigkeit speziell für die Leistungseigenschaften, Anwendungsanforderungen und die Verwendungsumgebung der Membran auf Basis von PTFE hergestellt, das direkt kaltklebbar ist. Das kaltklebende Klebeband mit hoher Zähigkeit hat eine hohe Abziehfestigkeit, eine große Zugbruchdehnung und Schlagzähigkeit, eine relativ geringe Härte und einen relativ kleinen Zugelastizitätsmodul und eine lange Beständigkeit gegen UV-Alterung und Alterungsbeständigkeit, so dass es keine offensichtlichen plastischen Verformungseigenschaften gibt. Die thermische Ausdehnungs- und Kontraktionsspannung ist kleiner als die Elastizitätsgrenze des Klebstoffs, so dass sich der Klebstoff immer in einem zähen Zustand befindet, der eine hohe Klebefestigkeit und eine dauerhafte Klebeabziehkraft aufweist;
  • (3) Die bei der vorliegenden Erfindung hergestellte nanofunktionelle Verbundmembran auf Basis von PTFE weist eine höhere Transparenz auf, die die ursprüngliche Oberflächenfarbe der geklebten Schaufel nicht verändert. Die Dicke beträgt 100-200 µm, das Gewicht beträgt 200-300 g/m2 und die Oberflächenrauhigkeit beträgt 0,18 µm, was die Belastung der Lüfterschaufel nicht erhöht, wodurch die aerodynamische Leistung des Schaufelprofils verbessert und die Betriebseffizienz der Schaufel verbessert wird;
  • (4) Die bei der vorliegenden Erfindung hergestellte nanofunktionelle Verbundmembran auf Basis von PTFE modifiziert das PTFE-Material nicht und kann sich chemisch mit der funktionellen Gruppe des Klebstoffs verbinden, um eine starke Affinität und Klebefestigkeit zwischen dem Klebstoff und der Membran zu erzeugen, was den Auswahlbereich des Klebstoffs erweitert;
  • (5) Die bei der vorliegenden Erfindung hergestellte nanofunktionelle Verbundmembran auf Basis von PTFE weist eine ausgezeichnete UV-Beständigkeit und Witterungsbeständigkeit des PTFE-Materials auf, was dem Schutzmantel der Schaufel entspricht, wodurch die Oberflächenfestigkeit der Schaufel verbessert wird und eine Gesamtbefestigungswirkung ausgeübt wird, die Gesamttragfähigkeit und Erosionsbeständigkeit der Schaufel verbessert wird, Sicherheitsrisiken wie Schaufelalterung und Rissbildung beseitigt werden und somit die Lebensdauer von Lüfterschaufeln verbessert wird.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Membranoberfläche vor der Behandlung einer aktiven Strukturschicht mit einer Nanotiefe auf einer Membranoberfläche unter einem Rasterelektronenmikroskop SEM;
    • 2 ist eine Membranoberfläche nach der Behandlung einer aktiven Strukturschicht mit einer Nanotiefe auf einer Membranoberfläche unter einem Rasterelektronenmikroskop SEM;
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Verfahren zur Oberflächenaktivierung in Nanotiefe auf der Basis einer PTFE-Membran gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wobei nach dem Abdecken der funktionellen Oberfläche der nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE mit konkav-konvexer geometrischer Ultrastrukturmorphologie in Nanometer- und Mikrometergröße mit einer PE-Membran die einzige Seite der Membran wird, auf die der Klebstoff aufgetragen wird, wird einer Oberflächenaktivierungsbehandlung mit einer Geschwindigkeit von 3 m/min in einer Vakuumumgebung und einer Atmosphäre von Stickstoff-Wasserstoff-Mischmedien von weniger als 40 °C unterzogen, so dass die Leimungsoberfläche der Membran eine aktivierte Strukturschicht mit einer Nanotiefe erzeugt; Das kaltklebende Klebeband mit hoher Zähigkeit wird durch eine mechanische Leimungsvorrichtung auf einer Membranoberfläche basierend auf einer nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE mit einer aktivierten Strukturschicht migriert und zusammengesetzt, so dass die funktionelle Gruppe des Klebstoffs chemisch mit der aktivierten Strukturschicht der Membran verbunden ist, um einen Klebstoff-Membran-Verbund zu bilden;
  • Unter diesen wird das kaltklebende Klebeband mit hoher Zähigkeit wie folgt hergestellt: PVA-1788 0,2 kg, Butylacrylat 18 kg, Acrylsäure 0,5 kg, Vinylacetat 1,0 kg, Methylmethacrylat 1,0 kg, Silikonmonomer 1,5 kg, TO-7 0,01 kg, Natriumdodecylbenzolsulfonat 0,01 kg, Benzoylperoxid 0,05 kg, Wasser 80 kg werden in den Präparationstank gegeben und nach Vakuumpumpung und Wasserentfernung bei einer Herstellungstemperatur von 85 °C und einer Herstellungszeit von 5 Stunden wird ein bandförmiges Haftklebeband mit einem Feststoffgehalt von 18,7% hergestellt und auf den PVC-Rohrkern gewickelt.
    wobei die nanofunktionelle Verbundmembran auf Basis von PTFE mit konkav-konvexer geometrischer Ultrastrukturmorphologie in Nanometer- und Mikrometergröße in den folgenden Schritten hergestellt wird:
    • (1) Herstellung einer nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE durch Monomerfusionspolymerisation und Mikropolymerisation
  • 1) Herstellung einer Stange durch Mischen, Vorpressen und Drücken
  • Das PTFE-Harz wird mit Silikonöl zum Erweichen von PTFE infiltriert, Vinylsilikonöl und PTFE-Harz werden in einem Massenverhältnis 2,5: 100 zugegeben, und das infiltrierte PTFE-Harz wird gemischt, und das monomerpolymerisierte PTFE-Stangenmaterial von Φ17 mm wird durch thermisches Vorpressen und Heißpressen mit einer Temperatur von 60 °C, einer Geschwindigkeit von 25 m/min und einem Druck von 8 MPa erhalten, das gleichzeitig Oberflächengleitfähigkeit aufweist;
  • 2) Herstellung einer Membran unter Schmelzpolymerisation durch Heißkalandrieren
  • Die hergestellte PTFE-Stange wird einer Schmelzpolymerisation unter Einwirkung von Heißkalandrieren unterzogen. Die Heißkalandriertemperatur beträgt 60 °C und die Geschwindigkeit beträgt 25 m/min. Unter Einwirkung von Temperatur wird das in PTFE-Harz gemischte Silikonöl mit Monomerpolymerisation durch einen Heißkalander extrudiert, um eine nanofunktionelle Verbundmembran auf Basis von PTFE mit Poren im Mikrometerbereich zu erhalten und zu einer Rolle zu wickeln;
  • Die faserförmige Struktur nach dem Schichtablösen tritt nach dem Membranriss unter der Zugwirkung von Temperatur und Heißkalandrierung auf, um eine Membran auf Basis von PTFE mit konkav-konvexer geometrischer Ultrastrukturmorphologie in Nanometer- und Mikrometergröße mit Mikroporen zu bilden. Die Dicke der Membran auf Basis von PTFE beträgt 100 µm und die Membranfarbe ist milchig weiß;
  • 3) Herstellung einer homogenen Membran durch Mikropolymerisation
  • Die Mikropolymerisation der nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE mit mikrokonkav-konvexer Oberflächenstruktur in Mikrometergröße wird durch Temperatureinwirkung in einem Entfettungsofen abgeschlossen. Die Temperatur im Entfettungsofen beträgt 200 °C, und die Infiltration, die nicht durch Heißkalandrieren extrudiert wird, wird in dem PTFE-Harz durchgeführt. Das monomerpolymerisierte Silikonöl durchläuft unter Temperatureinwirkung eine Polymerisationsreaktion und wird in dem PTFE-Harz polymerisiert und konsolidiert, um eine homogene Membran auf Basis von PTFE zu erhalten. Die rollenförmige Membran auf Basis von PTFE wird in einem Entfettungsofen mit einer Geschwindigkeit von 6 m/min gewickelt;
  • (2) Herstellung einer nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE durch Hochtemperatur- und Hochliniendruck-Mikroeutektikum
  • Die Temperatur des Hohlraums mit Hochtemperatur- und Hochliniendruck-Mikroeutektikum ist auf 380 °C eingestellt. Die nanofunktionelle Verbundmembran auf Basis von PTFE wird mit einer Geschwindigkeit von 6 m/min vorwärts geschoben, und die Membranmolekülkette wird durch hohe Temperatur in dem Hohlraum geschrumpft und eutektisch erzeugt, und die Mikroporen werden in Nanometer- und Mikrometergröße umgewandelt, um den Oberflächenliniendruck der PTFE-Membran von 60 N/m zu steuern, so dass die Membran von milchig weiß zu transparenter Farbe und gleichmäßiger Transparenz wird; Die Dichte beträgt 2,1 kg/m3, wodurch die ursprüngliche konkav-konvexe geometrische Ultrastrukturmorphologie in Nanometer- und Mikrometergröße der nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE beibehalten wird.
  • Das PTFE-Material selbst hat die Eigenschaft, dass es direkt ohne irgendein Klebematerial geklebt werden kann. Für die nanofunktionelle Verbundmembran auf Basis von PTFE, die auf der Lüfterschaufel angewendet wird, um die Wintervereisung der Schaufel zu verhindern, zur Verbesserung ihrer extrem niedrigen Oberflächenspannung und ihrer Antiadhäsionseigenschaften verwendet die Verbundmembran Monomerfusionspolymerisation und Mikropolymerisation mit konkav-konvexen geometrischen Ultrastrukturmorphologieeigenschaften in Nanometer- und Mikrometergröße. Die Verbundmembran weist eine hohe Verschleißfestigkeit, Verschleißzähigkeit, Festigkeit der Membranstruktur und hohe Transparenz durch Ultrahochtemperatur- und Ultrahochdruck-Mikroeutektikum auf, so dass es schwieriger ist, einen geeigneten Klebstoff zum Kleben und eine gute Klebeleistung zu erhalten. Daher ist es notwendig, eine Oberflächenaktivierung in Nanotiefe auf der Leimungsoberfläche basierend auf einer nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE durchzuführen.
  • Wie in 1-2 gezeigt, verwendet die durch die obige Lösung hergestellte nanofunktionelle Verbundmembran auf Basis von PTFE nicht nur die schmierenden und niedrigen Oberflächenspannungseigenschaften von PTFE, um den Zweck der Antiadhäsion zu erreichen, sondern modifiziert PTFE auch nicht. Die Membran wird zu einer konkav-konvexen geometrischen Ultrastrukturoberflächenmorphologie in Nanometer- und Mikrometergröße hergestellt, wodurch die Membran eine extrem geringe Oberflächenfeststoffspannung, bessere Hydrophobie, Antiadhäsion und hohe Schmutzbeständigkeit aufweist. Die Membranoberfläche weist gleichzeitig eine Selbstreinigungsfunktion auf, die mit anderen Maßnahmen nicht vergleichbar ist. Die durch Ultrahochtemperatur und Ultrahochdruck erhaltene nanofunktionelle Verbundmembran auf Basis von PTFE weist eine hohe Abriebfestigkeit, Verschleißzähigkeit und Schlagzähigkeit auf und hat funktionelle Eigenschaften wie Widerstandsfähigkeit gegen Sand, Hagel, gefrorenen Regen, Reibungsfähigkeit, Aufprallfähigkeit und Schlagfestigkeit von Blitzlichtbogen, so dass die Schaufelspitze der Lüfterschaufel für eine lange Zeit bei einer Liniengeschwindigkeit von 300 km/h verwendet werden kann, ohne abgenutzt zu werden, während sie nicht brennbare Eigenschaften aufweist und keine Verbrennung durch Blitzlichtbögen verursacht.
  • Verschiedene Leistungstests wurden an fünf Proben basierend auf der oben hergestellten PTFE-Membran durchgeführt, und die Ergebnisse waren wie folgt: (1) Durchschnittliche Membrandicke 100 µm; (2) Durchschnittliches Membrangewicht 210 g/m2; (3) Klebeabziehkraft 50 N und 180° Klebeabziehfestigkeit 1000 N/m; (4) Durch den 14400h-Xenon-Lampen-Alterungstest, den Frost-Tau-Zyklusleistungstest (Temperatur: -60 °C-150 °C, Feuchtigkeit: 5-98%), den Ozonalterungstest, den UV-Alterungstest, die künstliche Atmosphärenkorrosion und den Meersalzlösungstest, die durchschnittliche Zugfestigkeit vor und nach der Alterung beträgt 25 MPa und die durchschnittliche Dehnung beträgt mehr als 90%, so dass kein Alterungsphänomen auftritt; (5) Unter Verwendung der Methode GB/T 9266-2009 „Bestimmung der Scheuerbeständigkeit von Außenwandbeschichtungen von Gebäuden“ wurde nach 37-mal/min zyklischer Hin- und Herreibung 40.000 Mal keine Rauheit auf der Oberfläche der Membran beobachtet und es wurde keine Beschädigung des freiliegenden Substrats beobachtet, so dass es eine starke Verschleißbeständigkeit aufweist; (6) Die dynamische Winddrucktestplattform wurde verwendet, um die Windgeschwindigkeit von 36,9 m/s (Taifun der Klasse 12) für den dynamischen Winddrucktest zu simulieren. Nach dem 1000h-starken Windgeschwindigkeits-Blaswassertest wurde keine Rauheit auf der Oberfläche der Membran beobachtet, so dass es eine ausgezeichnete Regenkorrosionsbeständigkeit aufweist; (7) Die Oberflächenmorphologie der Membran wurde durch Rasterelektronenmikroskopie REM getestet. Die Oberflächenmorphologie der Membran zeigte eine gleichmäßige Verteilung einer mikroförmigen konkav-konvexen Oberflächenstruktur in der Kett- und Schussrichtung mit einer durchschnittlichen Größe von 20-40 µm, einer Höhe von 10-20 µm und einem Abstand von 30-50 µm; (8) Der mit dem Wasserkontaktwinkeltester gemessene Kontaktwinkel von Wassertropfen auf der Membranoberfläche liegt zwischen 115,89° und 125,46°; (9) Die durchschnittliche Oberflächenrauhigkeit der Membran, gemessen mit einem Oberflächenrauhigkeitsmesser, beträgt 0,18 µm.
  • Zusammenfassend wird bei der vorliegenden Erfindung eine Oberflächenaktivierung in Nanotiefe basierend auf einer Membran auf Basis von PTFE durchgeführt. Die hergestellte nanofunktionelle Verbundmembran auf Basis von PTFE weist eine ultraniedrige Oberflächenspannung, Antiadhäsion, Fleckenbeständigkeit, Hydrophobie, Feuchtigkeitsabsorption und Selbstreinigungsfunktion der ultrafeinen Oberflächenstrukturmorphologie auf, weist eine ultrahohe Verschleißfestigkeit, Verschleißbeständigkeit und Verschleißzähigkeit auf und weist somit Schlagzähigkeit und Regenkorrosionsbeständigkeit auf, ist extrem chemisch beständig, wodurch sie korrosionsbeständig, hoch- und niedrigtemperaturbeständig, alterungsbeständig, chemisch beständig, UV-beständig und ermüdungsbeständig ist, wodurch die Oberflächenfestigkeit der Lüfterschaufel verbessert wird und eine Gesamtbefestigungswirkung ausgeübt wird, die Gesamttragfähigkeit und Erosionsbeständigkeit der Schaufel verbessert wird, Sicherheitsrisiken wie Schaufelalterung und Rissbildung beseitigt werden, wodurch die langfristige Erosion der Schaufel gegen Fremdkörper verbessert wird, die Schaufel doppelt geschützt wird und die Lebensdauer der Schaufel verlängert wird, ist elektrisch isoliert und nicht brennbar, wodurch sie 15.000 Volt Hochspannung widerstehen kann, weist hochtemperaturbeständige Eigenschaften auf, so dass der Blitzlichtbogen keine Spuren auf die Oberfläche der Membran trifft und keine Membranverbrennung verursacht, hat eine ultradünne Dicke, ein ultraleichtes Gewicht und eine extrem geringe Oberflächenrauhigkeit, wodurch die aerodynamische Leistung des Strömungsprofils verbessert und die Effizienz der Windenergienutzung verbessert werden kann, so dass die selbstkaltklebende Klebefunktion die Anwendung auf Lüfterschaufeln erleichtert.
  • Zusätzlich zu den obigen Ausführungsbeispielen kann die vorliegende Erfindung auch andere Ausführungsbeispiele aufweisen. Jede technische Lösung, die durch äquivalente Ersetzung oder äquivalente Umwandlung gebildet wird, fällt in den von der vorliegenden Erfindung geforderten Schutzbereich.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (5)

  1. Verfahren zur Oberflächenaktivierung in Nanotiefe auf der Basis einer PTFE-Membran, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Abdecken der funktionellen Oberfläche der nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE mit konkav-konvexer geometrischer Ultrastrukturmorphologie in Nanometer- und Mikrometergröße die einzige Seite der Membran wird, auf die der Klebstoff aufgetragen wird, wird einer Oberflächenaktivierungsbehandlung mit einer Geschwindigkeit von 1,5-3 m/min in einer Vakuumumgebung und einer Atmosphäre von Stickstoff-Wasserstoff-Mischmedien von weniger als 40 °C unterzogen, so dass die Leimungsoberfläche der Membran eine aktivierte Strukturschicht mit einer Nanotiefe erzeugt; Das kaltklebende Klebeband mit hoher Zähigkeit wird durch eine mechanische Leimungsvorrichtung auf einer Membranoberfläche basierend auf einer nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE mit einer aktivierten Strukturschicht migriert und zusammengesetzt, so dass die funktionelle Gruppe des Klebstoffs chemisch mit der aktivierten Strukturschicht der Membran verbunden ist, um einen Klebstoff-Membran-Verbund zu bilden; Unter diesen wird das kaltklebende Klebeband mit hoher Zähigkeit wie folgt hergestellt: PVA-1788 0,2 kg, Butylacrylat 18 kg, Acrylsäure 0,5 kg, Vinylacetat 1,0 kg, Methylmethacrylat 1,0 kg, Silikonmonomer 1,5 kg, TO-7 0,01 kg, Natriumdodecylbenzolsulfonat 0,01 kg, Benzoylperoxid 0,05 kg, Wasser 80 kg werden in den Präparationstank gegeben und nach Vakuumpumpung und Wasserentfernung bei einer Herstellungstemperatur von 85 °C und einer Herstellungszeit von 5 Stunden wird ein bandförmiges Haftklebeband mit einem Feststoffgehalt von 18,7% hergestellt und auf den PVC-Rohrkern gewickelt.
  2. Verfahren zur Oberflächenaktivierung in Nanotiefe auf der Basis einer PTFE-Membran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die funktionelle Oberfläche der nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE mit PE-Membran abgedeckt ist.
  3. Verfahren zur Oberflächenaktivierung in Nanotiefe auf der Basis einer PTFE-Membran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nanofunktionelle Verbundmembran auf Basis von PTFE mit konkav-konvexer geometrischer Ultrastrukturmorphologie in Nanometer- und Mikrometergröße in den folgenden Schritten hergestellt wird: (1) Herstellung einer nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE durch Monomerfusionspolymerisation und Mikropolymerisation 1) Herstellung einer Stange durch Mischen, Vorpressen und Drücken Das PTFE-Harz wird mit Silikonöl zum Erweichen von PTFE infiltriert, und das infiltrierte PTFE-Harz wird gemischt, und das monomerpolymerisierte PTFE-Stangenmaterial wird durch thermisches Vorpressen und Heißpressen mit einer Temperatur von 60-90 °C, einer Geschwindigkeit von 20-30 m/min und einem Druck von 5-8 MPa erhalten, das gleichzeitig Oberflächengleitfähigkeit aufweist; 2) Herstellung einer Membran unter Schmelzpolymerisation durch Heißkalandrieren Die hergestellte PTFE-Stange wird einer Schmelzpolymerisation unter Einwirkung von Heißkalandrieren unterzogen. Die Heißkalandriertemperatur beträgt 60-90 °C und die Geschwindigkeit beträgt 20-30 m/min. Unter Einwirkung von Temperatur wird das in PTFE-Harz gemischte Silikonöl mit Monomerpolymerisation durch einen Heißkalander extrudiert, um eine nanofunktionelle Verbundmembran auf Basis von PTFE mit Poren im Mikrometerbereich zu erhalten und zu einer Rolle zu wickeln; Die faserförmige Struktur nach dem Schichtablösen tritt nach dem Membranriss unter der Zugwirkung von Temperatur und Heißkalandrierung auf, um eine Membran auf Basis von PTFE mit konkav-konvexer geometrischer Ultrastrukturmorphologie in Nanometer- und Mikrometergröße mit Mikroporen zu bilden. Die Dicke der Membran auf Basis von PTFE beträgt 100-120 µm und die Membranfarbe ist milchig weiß; 3) Herstellung einer homogenen Membran durch Mikropolymerisation Die Mikropolymerisation der nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE mit mikrokonkav-konvexer Oberflächenstruktur in Mikrometergröße wird durch Temperatureinwirkung in einem Entfettungsofen abgeschlossen. Die Temperatur im Entfettungsofen beträgt 180-200 °C, und die Infiltration, die nicht durch Heißkalandrieren extrudiert wird, wird in dem PTFE-Harz durchgeführt. Das monomerpolymerisierte Silikonöl durchläuft unter Temperatureinwirkung eine Polymerisationsreaktion und wird in dem PTFE-Harz polymerisiert und konsolidiert, um eine homogene Membran auf Basis von PTFE zu erhalten. Die rollenförmige Membran auf Basis von PTFE wird in einem Entfettungsofen mit einer Geschwindigkeit von 6-8 m/min gewickelt; (2) Herstellung einer nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE durch Hochtemperatur- und Hochliniendruck-Mikroeutektikum Die Temperatur des Hohlraums mit Hochtemperatur- und Hochliniendruck-Mikroeutektikum ist auf 70-420 °C eingestellt. Die nanofunktionelle Verbundmembran auf Basis von PTFE wird mit einer Geschwindigkeit von 6-8 m/min vorwärts geschoben, und die Membranmolekülkette wird durch hohe Temperatur in dem Hohlraum geschrumpft und eutektisch erzeugt, und die Mikroporen werden in Nanometer- und Mikrometergröße umgewandelt, um den Oberflächenliniendruck der PTFE-Membran von 50-80 N/m zu steuern, so dass die Membran von milchig weiß zu transparenter Farbe und gleichmäßiger Transparenz wird, wodurch die ursprüngliche konkav-konvexe geometrische Ultrastrukturmorphologie in Nanometer- und Mikrometergröße der nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE beibehalten wird.
  4. Verfahren zur Oberflächenaktivierung in Nanotiefe auf der Basis einer PTFE-Membran nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Vinylsilikonöl und PTFE-Harz in einem Massenverhältnis (2-3): 100 zugegeben werden.
  5. Verfahren zur Oberflächenaktivierung in Nanotiefe auf der Basis einer PTFE-Membran nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die nanofunktionelle Verbundmembran auf Basis von PTFE mit konkav-konvexer geometrischer Ultrastrukturmorphologie in Nanometer- und Mikrometergröße in den folgenden Schritten hergestellt wird: (1) Herstellung einer nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE durch Monomerfusionspolymerisation und Mikropolymerisation 1) Herstellung einer Stange durch Mischen, Vorpressen und Drücken Das PTFE-Harz wird mit Silikonöl zum Erweichen von PTFE infiltriert, Vinylsilikonöl und PTFE-Harz werden in einem Massenverhältnis 2,5: 100 zugegeben, und das infiltrierte PTFE-Harz wird gemischt, und das monomerpolymerisierte PTFE-Stangenmaterial von Φ17 mm wird durch thermisches Vorpressen und Heißpressen mit einer Temperatur von 60 °C, einer Geschwindigkeit von 25 m/min und einem Druck von 8 MPa erhalten, das gleichzeitig Oberflächengleitfähigkeit aufweist; 2) Herstellung einer Membran unter Schmelzpolymerisation durch Heißkalandrieren Die hergestellte PTFE-Stange wird einer Schmelzpolymerisation unter Einwirkung von Heißkalandrieren unterzogen. Die Heißkalandriertemperatur beträgt 60 °C und die Geschwindigkeit beträgt 25 m/min. Unter Einwirkung von Temperatur wird das in PTFE-Harz gemischte Silikonöl mit Monomerpolymerisation durch einen Heißkalander extrudiert, um eine nanofunktionelle Verbundmembran auf Basis von PTFE mit Poren im Mikrometerbereich zu erhalten und zu einer Rolle zu wickeln; Die faserförmige Struktur nach dem Schichtablösen tritt nach dem Membranriss unter der Zugwirkung von Temperatur und Heißkalandrierung auf, um eine Membran auf Basis von PTFE mit konkav-konvexer geometrischer Ultrastrukturmorphologie in Nanometer- und Mikrometergröße mit Mikroporen zu bilden. Die Dicke der Membran auf Basis von PTFE beträgt 100 µm und die Membranfarbe ist milchig weiß; 3) Herstellung einer homogenen Membran durch Mikropolymerisation Die Mikropolymerisation der nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE mit mikrokonkav-konvexer Oberflächenstruktur in Mikrometergröße wird durch Temperatureinwirkung in einem Entfettungsofen abgeschlossen. Die Temperatur im Entfettungsofen beträgt 200 °C, und die Infiltration, die nicht durch Heißkalandrieren extrudiert wird, wird in dem PTFE-Harz durchgeführt. Das monomerpolymerisierte Silikonöl durchläuft unter Temperatureinwirkung eine Polymerisationsreaktion und wird in dem PTFE-Harz polymerisiert und konsolidiert, um eine homogene Membran auf Basis von PTFE zu erhalten. Die rollenförmige Membran auf Basis von PTFE wird in einem Entfettungsofen mit einer Geschwindigkeit von 6 m/min gewickelt; (2) Herstellung einer nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE durch Hochtemperatur- und Hochliniendruck-Mikroeutektikum Die Temperatur des Hohlraums mit Hochtemperatur- und Hochliniendruck-Mikroeutektikum ist auf 380 °C eingestellt. Die nanofunktionelle Verbundmembran auf Basis von PTFE wird mit einer Geschwindigkeit von 6 m/min vorwärts geschoben, und die Membranmolekülkette wird durch hohe Temperatur in dem Hohlraum geschrumpft und eutektisch erzeugt, und die Mikroporen werden in Nanometer- und Mikrometergröße umgewandelt, um den Oberflächenliniendruck der PTFE-Membran von 50-80 N/m zu steuern, so dass die Membran von milchig weiß zu transparenter Farbe und gleichmäßiger Transparenz wird; Die Dichte beträgt 2,1 kg/m3, wodurch die ursprüngliche konkav-konvexe geometrische Ultrastrukturmorphologie in Nanometer- und Mikrometergröße der nanofunktionellen Verbundmembran auf Basis von PTFE beibehalten wird.
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