现阶段,国产电解槽的质子交换膜/阴离子交换膜制备除了采用均质膜路线以外,正在探索增强膜的方向。其制备工艺以“溶液涂布+增强层复合"为主:先制备膜材料溶液,在基膜上进行涂布,随后复合增强层,再进行第二次涂布,最后经烘干与热处理得到成品膜。以PEM体系为例,增强层厚度通常控制在约80微米。

在实际生产/量产过程中,离子交换膜常见的问题主要集中在三类:
1.外观缺陷:目标为透明膜,但成品易发黄;膜表面出现斑点或杂质,影响透光性与一致性;
2.尺寸不均:膜厚度波动大,难以满足电解槽装配精度要求;
3.结构隐患:局部涂层开裂或层间结合不紧密,缩短膜的使用寿命。
针对上述问题,从设备系统设计角度提出四项关键优化:
1.稳定压力控制:从制浆到模头出料全程稳定压力,并联合模头供应商优化腔体设计,减少因压力波动导致的涂层不均;
2.精准微张力控制:针对钛材等柔性增强层,通过微张力系统避免传输过程中的拉伸变形,确保复合平整度;
3.宽幅温度均匀性管控:对于1米以上宽幅膜,将烘箱横向温差控制在±2℃以内,避免局部烘干过快导致的变形或发黄;
4.洁净环境保障:烘箱置于洁净实验室,选用抗高温、低脱落的高效过滤器,减少灰尘与异物造成的斑点缺陷。
对于无增强层的质子/阴离子交换膜,工艺上需调整溶液粘度(通常需更高粘度),流程简化为“基膜涂布流平+热处理"。
