О влиянии растворителя и предварительной ультразвуковой обработки на свойства мембран Nafion®, полученных методом отливки

Мембраны и мембранные технологии. 2022. Т. 12. № 1. С. 47–56.

Сафронова Е. Ю., Воропаева Д. Ю., Новикова С. А., Ярославцев А. Б.

В статье описано влияние природы растворителя на примере полярных протонных (вода) и апро-
тонных (N,N-диметилформамид (ДМФА) и N,N-диметилацетамид (ДМА)) жидкостей на свойства
мембран Nafion, полученных из них методом отливки. Влагосодержание и протонная проводимость
мембран Nafion, полученных из водной дисперсии, существенно выше, чем из дисперсий в ДМФА
и ДМА, однако их механические свойства и стабильность обычно оказываются невысокими. Не-
продолжительная ультразвуковая (УЗ) обработка дисперсий Nafion в ДМФА и ДМА позволяет по-
высить проводимость мембран и снизить энергию ее активации. Это происходит из-за улучшения
микроструктуры мембран за счет деагломерации макромолекул. Присутствие воды при УЗ обработ-
ке дисперсий Nafion приводит к увеличению их вязкости и потере большого количества функцио-
нальных сульфогрупп. В результате этого снижается проводимость мембран. Для нивелирования
этих процессов целесообразно использовать апротонные жидкости или смеси с небольшим содер-
жанием воды. Предложено объяснение влияния природы диспергирующей жидкости и УЗ обработ-
ки на свойства мембран Nafion с точки зрения морфологии полимера в дисперсии и в пленке.

Ключевые слова: дисперсия, ультразвуковые технологии, Ионная проводимость, Нафион, полимерный электролит, протонный проводник