饱受关注的氟化工明星产品——全氟磺酸树脂
发布者：氟化工 时间：2022-09-30 来源： 点击：354 次
全氟磺酸树脂材料是组成质子交换膜燃料电池最为核心的原材料之一，一方面对于电池膜的技术要求很高，只有极少企业掌握了这种技术工艺。另一方面由于原料四氟乙烯是高危化学品，量产全氟磺酸树脂材料，只有具备实力的大型氟化工企业才能做到。全氟磺酸树脂具有耐热性好、化学稳定性优、机械强度高、热熔融加工性好等优点，是已知最强固体超强酸。在现代工业上，全氟磺酸树脂的主要用途是制造薄膜。
全氟磺酸树脂制备一般是以带有磺酰氟基的全氟乙烯基醚单体与四氟乙烯为原料进行共聚制得。能用于生产质子交换膜的全氟磺酸树脂技术壁垒高，在原料选择、合成工艺等方面需要有较好的技术。
全氟磺酸树脂通常都是在加热到熔融状态后（一般温度控制在160-230℃之间）进行挤塑成膜的，成单膜后还需加热到软化状态进行复合和增强，所以作为全氟离子膜主要基体材料的全氟磺酸树脂必须具有能熔融加工的性能。全氟磺酸树脂具有良好的热稳定性，它可以在200℃左右的温度下长时期保持稳定。
应用20世纪70年代，全氟磺酸树脂被美国杜邦研发问世。现阶段，全氟磺酸树脂主要用于加工质子交换膜与离子交换膜，质子交换膜可应用于燃料电池、液流电池隔膜领域，离子交换膜可应用于氯碱工业、电解制氢、废酸回收等领域。
受益于全球能源结构调整，新能源汽车产业快速发展，拉动燃料电池需求不断上升。质子交换膜是燃料电池的核心组成部分之一，而全氟磺酸树脂是制造质子交换膜的关键材料，因此其市场需求快速增长。
全氟磺酸的结构及形貌模型
全氟磺酸膜的应用原理是这样的：将其放置于电堆中，作为阴阳极阻隔物，利用阳极中的氢气和阴极中的氧气，经过全氟磺酸膜完成电化学反应，产生离子交换效应而释放出电子，外接电路形成电流。由于反应过程中氢离子会透过全氟磺酸膜与氧离子结合只生成成水，所以它不会产生污染。
在国家政策的推动下，我国燃料电池汽车产量将快速上升，会拉动质子交换膜需求快速增长，为全氟磺酸树脂行业提供巨大发展空间。现阶段，我国市场需求主要依靠进口，未来进口替代空间巨大。