含氟离子交换树脂

    含氟离子交换树脂 : 是新型的高分子分离膜,与以往烃 类离子树脂相比,其耐热性,耐化学药品性 非常优异。全氟离子交换膜(Rf-SO₃H)、全 氟磺酰胺膜(Rf-SO₂NHR)、全氟羧酸膜(RfCOOH)和全氟(羧基/磺酸)多层膜四种。它 们的电解特性见表。
全氟离子膜的性能取决于交换基团的种 类、交换容量及增强材料的类型,也与电解 槽温度,浓度,电流密度等使用条件有关。
全氟型离子交换膜是离子膜法氯酐电解 槽之心脏。截至70年代中期,氯碱工业所用 离子交换膜均由美国杜邦公司垄断。到80年 代初,一些日本公司先后研制出全氟离子膜。 杜邦公司虽失去垄断地位,但仍占据领先地 位,差不多每隔两年就有新膜投放市场。
全氟离子交换树脂的主要合成方法是使 全氟乙烯基醚磺酰氟或羧酸酯化,全氟乙烯基醚功能单体与四氟乙烯按照普通氟化乙烯均聚或共聚方法制备。技术路线有:

表 四种离子膜的电解特性

电解性能	Rf-SO3H	Rf-SO2NHR	Rf-COOH	Rt-COOH/Rf-SO3H
pKa① 亲水性 含水率 电流效率,% 电阻 化学稳定性 操作条件,pH 阳极液,pH 产品Cl2中的O2% 阳极寿命 电流密度 需电槽数	<1 强 高 <80 低 优良 >1 >1 <0.5 长 高 少	8～9 很弱 很低 约90 很高 差 >10 >10 >2 短 低 多	2～3 弱 低 >93 高 良好 >3 >3 >2 短 低 多	2～3/<1 强/弱 低/高 >93 低 良好 >3 >1 <0.5 长 高 少

①pK_α——电解质电离常数倒数的对数。
1)磺酸氟化物型,带磺酰氟功能团,由 此制成的防护层适用于强酸介质。
2)羧酸氟化物型,带羧酸功能团,这种 弱酸表现出优良的防护性能,其本身更能有 效地阻止OH^-等阴离子通过膜,但为了导电 性,需要使用酐性介质,制得的聚合物采用 一般溶解挤出成型法制成任意厚度的薄膜。
含氟离子交换膜主要用于氯酐工业。由于离子膜食盐电解法无公害,且能大幅度节 省能源,而将成为今后氯碱生产的主要方法。

国外生产厂家有美国杜邦公司,日本旭 硝子公司、德山曹达公司、旭化成公司等。