本發(fā)明涉及一種水電解槽用聚苯硫醚機(jī)織物及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
隔膜布是水電解槽的主要核心材料，被置于水電解槽的陽(yáng)極、陰極之間，阻止陽(yáng)極側(cè)氣體和陰極側(cè)氣體的混合，以保證氣體的純度、提高電流效率和安全性。而且水電解槽隔膜必須具有優(yōu)異的親水性，由于其纖維原料聚苯硫醚本身為疏水性纖維，因此為了賦予其親水性，需要對(duì)制得的織物進(jìn)行親水加工。目前主要通過(guò)等離子加工賦予聚苯硫醚水電解槽隔膜親水性，等離子加工只對(duì)纖維表層進(jìn)行處理，在織物表層接上親水基團(tuán)，導(dǎo)致水素隔膜的親水時(shí)效性較差，隨著長(zhǎng)時(shí)間的使用，隔膜的親水性和氣密性會(huì)逐漸下降，影響生產(chǎn)效率。
如中國(guó)公開(kāi)專利cn104862734a公開(kāi)了一種采用聚苯硫醚纖維制成的機(jī)織物，織物層覆上聚四氟乙烯薄膜作為樹(shù)脂層，并對(duì)覆膜的織物進(jìn)行等離子加工，或先對(duì)聚苯硫醚織物進(jìn)行等離子加工，再在等離子加工的織物表面覆上聚四氟乙烯薄膜，制得pps水電解槽隔膜，但由于等離子加工的親水時(shí)效性較差，隨著隔膜的使用，親水性和氣密性逐漸下降，無(wú)法真正滿足使用要求。
又如中國(guó)公開(kāi)專利cn104746202a公開(kāi)了一種采用聚苯硫醚纖維制成的高密度機(jī)織物，并對(duì)該織物進(jìn)行真空等離子表面處理或常壓等離子體表面處理，制得pps水電解槽隔膜，但由于等離子加工只對(duì)纖維表層進(jìn)行處理，因此該水素隔膜的親水時(shí)效性較差，隨著隔膜的使用時(shí)間變長(zhǎng)，隔膜的親水性和氣密性就會(huì)逐漸下降，從而影響生產(chǎn)效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種氣密性高、親水時(shí)效性好的水電解槽用聚苯硫醚機(jī)織物。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單、省能源、對(duì)環(huán)境污染小的水電解槽用聚苯硫醚機(jī)織物的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：本發(fā)明的水電解槽用聚苯硫醚機(jī)織物，構(gòu)成該聚苯硫醚機(jī)織物的纖維表面含有親水基團(tuán)，且所述纖維表面的氧元素含量為15重量%以上，所述親水基團(tuán)包括碳氧基團(tuán)與硫氧基團(tuán)，所述碳氧基團(tuán)為羧基、羰基、醛基中的至少一種，所述碳氧基團(tuán)的含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的62～72%，硫氧基團(tuán)的含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的6～15%。
上述碳氧基團(tuán)與硫氧基團(tuán)的總含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的72～85%。
構(gòu)成本發(fā)明聚苯硫醚機(jī)織物的經(jīng)紗纖度優(yōu)選280～3000dtex，緯紗纖度優(yōu)選280～3000dtex。
構(gòu)成本發(fā)明聚苯硫醚機(jī)織物的經(jīng)紗密度優(yōu)選100～220根/10cm，緯紗密度優(yōu)選60～180根/10cm。
本發(fā)明聚苯硫醚機(jī)織物的厚度優(yōu)選0.50～2.00mm。
本發(fā)明聚苯硫醚機(jī)織物的克重優(yōu)選300～1000g/m2。
經(jīng)耐久性處理后，本發(fā)明聚苯硫醚機(jī)織物的吸水速度為15s以下。
本發(fā)明聚苯硫醚機(jī)織物在500mm水柱下2分鐘無(wú)氣泡產(chǎn)生。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的水電解槽用聚苯硫醚機(jī)織物具有氣密性高、親水性時(shí)效好的特點(diǎn)，同時(shí)還具有工藝簡(jiǎn)單、省能源、對(duì)環(huán)境污染小的特點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的水電解槽用聚苯硫醚機(jī)織物，構(gòu)成該聚苯硫醚機(jī)織物的纖維表面含有親水基團(tuán)，且所述纖維表面的氧元素含量為15重量%以上，所述親水基團(tuán)包括碳氧基團(tuán)與硫氧基團(tuán)，所述碳氧基團(tuán)為羧基、羰基、醛基中的至少一種，所述碳氧基團(tuán)的含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的62～72%，碳氧基團(tuán)中羧基所占比例為40～60%，羰基所占比例為0～30%，醛基所占比例為30～40%，硫氧基團(tuán)的含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的6～15%。構(gòu)成聚苯硫醚機(jī)織物纖維表面的親水基團(tuán)中氧元素含量控制在上述范圍的話，就能保證水電解槽用聚苯硫醚機(jī)織物的親水性，由于聚苯硫醚機(jī)織物表面會(huì)形成一層水膜，這樣氣體就難于通過(guò)，進(jìn)一步保證其氣密性，從而阻止陽(yáng)極側(cè)氣體和陰極側(cè)氣體的混合，以保證氣體的純度且安全性好。如果纖維表面的氧元素含量小于15%，就會(huì)導(dǎo)致聚苯硫醚機(jī)織物作為隔膜的親水性改善不佳，隔膜不能被電解液充分潤(rùn)濕，而且隔膜的電阻大，電解效率低，能源損失大?？紤]到隔膜的親水性和加工成本，上述纖維表面的氧元素含量?jī)?yōu)選20～75重量%，更優(yōu)選20～40重量%。如果親水基團(tuán)中碳氧基團(tuán)的含量小于纖維表面基團(tuán)總數(shù)的62%，硫氧基團(tuán)的含量小于纖維表面基團(tuán)總數(shù)的6%的話，由于在使用過(guò)程中，聚苯硫醚機(jī)織物受到堿液和高溫的影響，含量很少的碳氧基團(tuán)和硫氧基團(tuán)會(huì)部分脫落或發(fā)生分子鏈的旋轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致聚苯硫醚機(jī)織物的親水效果不佳，隨著聚苯硫醚機(jī)織物的使用時(shí)間變長(zhǎng)，其親水性和氣密性就會(huì)逐漸下降，從而影響生產(chǎn)效率；如果親水基團(tuán)中碳氧基團(tuán)的含量大于纖維表面基團(tuán)總數(shù)的72%，硫氧基團(tuán)的含量大于纖維表面基團(tuán)總數(shù)的15%的話，聚苯硫醚機(jī)織物的親水效果雖好，但由于過(guò)多的碳氧基團(tuán)、硫氧基團(tuán)使得聚苯硫醚的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，聚苯硫醚機(jī)織物變得脆弱易破，從而其拉伸強(qiáng)度變低，極端的話，甚至?xí)嗖肌＞C合考慮聚苯硫醚機(jī)織物的親水性和拉伸強(qiáng)度等因素，既能保證聚苯硫醚機(jī)織物在使用過(guò)程中的親水性，又不會(huì)對(duì)聚苯硫醚機(jī)織物的拉伸強(qiáng)度造成影響，因此優(yōu)選親水基團(tuán)中碳氧基團(tuán)的含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的64～70%，硫氧基團(tuán)的含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的8～15%。
本發(fā)明中碳氧基團(tuán)與硫氧基團(tuán)的總含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的72～85%，如果親水基團(tuán)中碳氧基團(tuán)與硫氧基團(tuán)的總含量之和過(guò)少的話，聚苯硫醚機(jī)織物的親水時(shí)效性不佳，隨著聚苯硫醚機(jī)織物的使用時(shí)間變長(zhǎng)，其親水性和氣密性就會(huì)逐漸下降，從而影響生產(chǎn)效率；如果碳氧基團(tuán)與硫氧基團(tuán)的總含量過(guò)多的話，聚苯硫醚機(jī)織物的親水效果雖好，但由于過(guò)多的碳氧基團(tuán)、硫氧基團(tuán)使得聚苯硫醚的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，聚苯硫醚機(jī)織物變得脆弱易破，從而其拉伸強(qiáng)度變低，極端的話，甚至?xí)嗖肌?/p>
構(gòu)成本發(fā)明聚苯硫醚機(jī)織物的經(jīng)紗纖度為280～3000dtex，緯紗纖度為280～3000dtex。如果構(gòu)成聚苯硫醚機(jī)織物的經(jīng)、緯紗纖度過(guò)小的話，織物纖維中的孔隙較多，通氣度較大，從而導(dǎo)致氣密性不佳，同時(shí)還會(huì)影響聚苯硫醚機(jī)織物的機(jī)械性能；如果構(gòu)成聚苯硫醚機(jī)織物的經(jīng)、緯紗纖度過(guò)大的話，制得的聚苯硫醚機(jī)織物厚度較厚，會(huì)導(dǎo)致隔膜的電阻增大，這樣會(huì)增加制氫過(guò)程中的能耗。
構(gòu)成本發(fā)明聚苯硫醚機(jī)織物的經(jīng)緯紗的捻系數(shù)為250～500，如果構(gòu)成聚苯硫醚機(jī)織物的經(jīng)緯紗的捻系數(shù)過(guò)小的話，紗線的強(qiáng)力低，毛羽多，影響織造，制得的織物紗線之間的孔隙較大，影響隔膜的氣密性；如果構(gòu)成聚苯硫醚機(jī)織物的經(jīng)緯紗的捻系數(shù)過(guò)大的話，紗線易發(fā)生捻縮，影響織造。
構(gòu)成該聚苯硫醚機(jī)織物的經(jīng)紗密度為100～220根/10cm，緯紗密度為60～180根/10cm。如果構(gòu)成該聚苯硫醚機(jī)織物的經(jīng)、緯紗密度過(guò)小的話，織物的覆蓋系數(shù)低，織物的孔隙大，因此隔膜的氣密性不能滿足要求；如果構(gòu)成該聚苯硫醚機(jī)織物的經(jīng)、緯紗密度過(guò)大的話，會(huì)增加織造難度，同時(shí)織物的克重過(guò)大，會(huì)增加生產(chǎn)成本。
本發(fā)明聚苯硫醚機(jī)織物的厚度為0.50～2.00mm，如果聚苯硫醚機(jī)織物的厚度過(guò)小的話，制得隔膜的硬挺度較低，這樣就會(huì)增加隔膜的安裝難度；如果聚苯硫醚機(jī)織物的厚度過(guò)大的話，會(huì)導(dǎo)致該隔膜電阻增大，增加制氫過(guò)程中的能耗，使生產(chǎn)成本提高?？紤]到所得隔膜的硬挺度以及生產(chǎn)成本等因素，本發(fā)明聚苯硫醚機(jī)織物的厚度更優(yōu)選0.50～1.50mm。
本發(fā)明聚苯硫醚機(jī)織物的克重為300～1000g/m2，如果聚苯硫醚機(jī)織物的克重過(guò)小的話，聚苯硫醚機(jī)織物的硬挺度較低，會(huì)增加隔膜的安裝難度；如果聚苯硫醚機(jī)織物的克重過(guò)大的話，不僅增加織物成本，而且會(huì)增加隔膜電阻，會(huì)增加制氫過(guò)程的能耗，使生產(chǎn)成本提高。
經(jīng)耐久性處理后，該聚苯硫醚機(jī)織物的吸水速度為15s以下。這里的耐久性處理是指在濃度為30%的koh溶液、80～120℃的溫度下處理一個(gè)月后，該聚苯硫醚機(jī)織物的吸水速度為15s以下，優(yōu)選10s以下，這樣保證了隨著聚苯硫醚機(jī)織物在水電解槽中的長(zhǎng)時(shí)間使用，仍然能夠保證優(yōu)良的親水性。一般的聚苯硫醚機(jī)織物經(jīng)耐久性處理后，吸水速度為大于300s。
考慮到聚苯硫醚機(jī)織物具有優(yōu)異的氣密性、離子的通過(guò)效率以及機(jī)織物的加工性，本發(fā)明的水電解槽用聚苯硫醚機(jī)織物的氣密性為500mm水柱下2分鐘之內(nèi)無(wú)氣泡產(chǎn)生。
本發(fā)明的水電解槽用聚苯硫醚機(jī)織物的生產(chǎn)方法如下：將經(jīng)、緯紗纖度為280～5000dtex的聚苯硫醚紗線在片梭織機(jī)或重磅劍桿織機(jī)進(jìn)行織造，制得坯布；將制得的坯布在溫度為90～95℃、速度20～40m/min下進(jìn)行精煉，然后在溫度為130～150℃下用錫林干燥機(jī)進(jìn)行干燥，再在95%的濃硫酸下進(jìn)行磺化處理，處理溫度80～130℃，處理時(shí)間6～12min，磺化處理后清洗并干燥，最終制得成品。如果精煉溫度低于90℃時(shí)，布面上的污跡不易去除；如果精煉溫度高于95℃時(shí)，不僅消耗能源，而且還增加生產(chǎn)成本；如果精煉速度低于20m/min時(shí)，會(huì)影響生產(chǎn)效率；如果精煉速度高于40m/min時(shí)，精煉劑不能與濾布充分接觸，布面上的污跡不能完全洗凈；如果干燥溫度低于130℃時(shí)，精煉后的濾布不易變干，干燥生產(chǎn)效率較低；如果干燥溫度高于150℃時(shí)，會(huì)增加能源消耗，在一定程度上增加了生產(chǎn)成本。
本發(fā)明將制得的聚苯硫醚機(jī)織物采用磺化加工處理，優(yōu)選磺化加工處理后，再進(jìn)行等離子加工，這樣可以使所有的纖維得到處理，能使織物表層和內(nèi)層均接上親水基團(tuán)，因此通過(guò)上述后加工方法制得的聚苯硫醚機(jī)織物的親水時(shí)效性優(yōu)于只采用等離子加工的隔膜，從而能夠提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。而且磺化處理的溫度、時(shí)間必須控制在一定的范圍內(nèi)，如果磺化處理溫度低于80℃，處理時(shí)間小于6min的話，硫酸對(duì)聚苯硫醚機(jī)織物的磺化處理不夠充分，就會(huì)導(dǎo)致聚苯硫醚機(jī)織物中碳氧基團(tuán)的含量與硫氧基團(tuán)的含量就變少，聚苯硫醚機(jī)織物形成的隔膜親水性就變差，在經(jīng)耐久處理后，隔膜的吸水速度變慢，最終導(dǎo)致隔膜不能被電解液充分潤(rùn)濕；如果磺化處理溫度高于130℃，處理時(shí)間大于12min的話，雖然使得聚苯硫醚機(jī)織物中的碳氧基團(tuán)、硫氧基團(tuán)的含量增加，親水性變高，但過(guò)多的親水基團(tuán)，反而會(huì)造成能源浪費(fèi)，聚苯硫醚的分子結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生變化，聚苯硫醚機(jī)織物中的苯環(huán)和碳氧鍵均受到過(guò)度破壞，影響分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，而且還會(huì)灼傷布面，影響聚苯硫醚機(jī)織物的拉伸斷裂強(qiáng)度，又增加成本。
上述等離子體處理為常壓等離子體表面處理。在空氣作用下，處理強(qiáng)度為50～500kw·s/m2，處理強(qiáng)度的計(jì)算公式如下：
處理強(qiáng)度=放電功率（kw）/處理速度（m/s）/處理幅寬（m）。
本發(fā)明聚苯硫醚機(jī)織物的磺化加工處理后，pps機(jī)織物還在處理強(qiáng)度為50～500kw·s/m2下進(jìn)行等離子體加工，如果等離子體的處理強(qiáng)度過(guò)低的話，等離子帶電粒子的能量較小，對(duì)纖維表面發(fā)生的交聯(lián)作用較弱，纖維表面親水基團(tuán)的數(shù)量就會(huì)變少，從而說(shuō)明pps機(jī)織物中碳氧基團(tuán)的含量與硫氧基團(tuán)的含量就變少；如果等離子體的處理強(qiáng)度過(guò)高的話，pps機(jī)織物會(huì)被電流灼傷，從而影響pps機(jī)織物的拉伸斷裂強(qiáng)度。
通過(guò)以下實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于實(shí)施例，實(shí)施例中的各物性由下面方法測(cè)定。
【捻系數(shù)】
捻系數(shù)α=t*t1^(1/2)
其中，t-捻度(t/10cm)，t1-紗線纖度(tex)。
【經(jīng)緯向密度】
根據(jù)jisl10968.6密度法，用密度鏡來(lái)測(cè)量織物的經(jīng)緯向密度。
【克重】
根據(jù)jisl10968.4.2法，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下剪取20cm×20cm的實(shí)驗(yàn)片3個(gè)，每個(gè)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下稱其質(zhì)量，按照計(jì)算公式：克重=質(zhì)量/面積，求出每塊實(shí)驗(yàn)片的克重，取平均值。
【氣密性】
根據(jù)中國(guó)建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)jct211-2009?隔膜石棉布?標(biāo)準(zhǔn)，4.5.2氣密性能測(cè)試。
【吸水速度】
根據(jù)jisl1907-2010纖維制品的吸水性試驗(yàn)方法中7.1.1滴下法進(jìn)行測(cè)試。
【爬吸水高度】
根據(jù)jisl1907-2010纖維制品的吸水性試驗(yàn)方法中7.1.2爬高法進(jìn)行測(cè)試。
【拉伸斷裂強(qiáng)度】
根據(jù)jisl10968.12.1a法(基布扯邊法)，對(duì)于一般織物，實(shí)驗(yàn)樣品取樣大小為30cm×6cm，從邊的兩邊扯去相同根數(shù)的紗線，使剩余實(shí)驗(yàn)樣品幅寬滿足規(guī)定幅寬：5cm。在拉伸實(shí)驗(yàn)機(jī)上，用夾具夾住樣品兩端，夾頭間距為20cm，在定速20cm/min的速度下，測(cè)定樣品被拉斷時(shí)的斷裂強(qiáng)度，每組樣品至少3回，取平均值。
【親水基團(tuán)成分及其氧元素、碳氧基團(tuán)和硫氧基團(tuán)的含量】
利用x射線光電子能譜分析儀(德國(guó)thermo公司產(chǎn)品；儀器型號(hào)：escalab250xi)對(duì)纖維表面化學(xué)成分進(jìn)行定性和定量分析。根據(jù)x射線光電子能譜計(jì)算出纖維表面的氧元素含量。并根據(jù)x射線光電子能譜中可以明顯識(shí)別的各碳氧峰的結(jié)合能，確定親水基團(tuán)成分。
實(shí)施例1
將6根纖度為300dtex，捻系數(shù)為310的聚苯硫醚單紗合股，形成纖度為1800dtex，捻系數(shù)為320的聚苯硫醚紗線。將合股得到的聚苯硫醚紗線作為經(jīng)、緯紗，在片梭織機(jī)上進(jìn)行織造，制得經(jīng)紗密度為154根/10cm、緯紗密度為106根/10cm的平紋織物，將制得的平紋織物在溫度為90℃，速度為30m/min下進(jìn)行精煉，然后在130℃下用錫林干燥機(jī)進(jìn)行干燥，然后在95%的濃硫酸下進(jìn)行磺化處理，處理溫度80℃，處理時(shí)間12min，磺化處理后清洗并干燥，然后在處理強(qiáng)度為50kw·s/m2下進(jìn)行等離子體加工，最終制得厚度為0.90mm的水電解槽用聚苯硫醚機(jī)織物。將制得的聚苯硫醚機(jī)織物經(jīng)過(guò)x射線光電子能譜分析儀進(jìn)行測(cè)試，測(cè)得該聚苯硫醚機(jī)織物的纖維表面含有親水基團(tuán)，且纖維表面的氧元素含量為26重量%，親水基團(tuán)中碳氧基團(tuán)的含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的64%，碳氧基團(tuán)中羧基所占比例為40%，羰基所占比例為30%，醛基所占比例為30%，硫氧基團(tuán)的含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的10%，碳氧基團(tuán)與硫氧基團(tuán)的總含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的74%。該聚苯硫醚機(jī)織物在90℃溫度下經(jīng)30%的koh溶液處理后，吸水速度為8s。本發(fā)明的水電解槽用聚苯硫醚隔膜的各物性參見(jiàn)下表1。
實(shí)施例2
將4根纖度為300dtex，捻系數(shù)為310的聚苯硫醚單紗合股，形成纖度為1200dtex，捻系數(shù)為435的聚苯硫醚紗線。將合股得到的聚苯硫醚紗線作為經(jīng)、緯紗，在片梭織機(jī)上進(jìn)行織造，制得經(jīng)紗密度為177根/10cm、緯紗密度為122根/10cm的平紋織物，將制得的平紋織物在溫度為95℃，速度為35m/min下進(jìn)行精煉，然后在140℃下用錫林干燥機(jī)進(jìn)行干燥，然后在95%的濃硫酸下進(jìn)行磺化處理，處理溫度90℃，處理時(shí)間10min，磺化處理后清洗并干燥，然后在處理強(qiáng)度為100kw·s/m2下進(jìn)行等離子體加工，最終制得厚度為0.77mm的水電解槽用聚苯硫醚機(jī)織物。將制得的聚苯硫醚機(jī)織物經(jīng)過(guò)x射線光電子能譜分析儀進(jìn)行測(cè)試，測(cè)得該聚苯硫醚機(jī)織物的纖維表面含有親水基團(tuán)，且纖維表面的氧元素含量為33重量%，親水基團(tuán)中碳氧基團(tuán)的含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的64%，碳氧基團(tuán)中羧基所占比例為42%，羰基所占比例為28%，醛基所占比例為30%，硫氧基團(tuán)的含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的8%，碳氧基團(tuán)與硫氧基團(tuán)的總含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的72%。該聚苯硫醚機(jī)織物在100℃溫度下經(jīng)30%的koh溶液處理后，吸水速度為9s。本發(fā)明的水電解槽用聚苯硫醚隔膜的各物性參見(jiàn)下表1。
實(shí)施例3
將8根纖度為500dtex，捻系數(shù)為350的聚苯硫醚單紗合股，形成纖度為4000dtex，捻系數(shù)為300的聚苯硫醚紗線。將合股得到的聚苯硫醚紗線作為經(jīng)、緯紗，在片梭織機(jī)上進(jìn)行織造，制得經(jīng)紗密度為110根/10cm、緯紗密度為70根/10cm的平紋織物，將制得的平紋織物在溫度為92℃，速度為25m/min下進(jìn)行精煉，然后在135℃下用錫林干燥機(jī)進(jìn)行干燥，然后在95%的濃硫酸下進(jìn)行磺化處理，處理溫度100℃，處理時(shí)間9min，磺化處理后清洗并干燥，然后在處理強(qiáng)度為200kw·s/m2下進(jìn)行等離子體加工，最終制得厚度為1.50mm的水電解槽用聚苯硫醚機(jī)織物。將制得的聚苯硫醚機(jī)織物經(jīng)過(guò)x射線光電子能譜分析儀進(jìn)行測(cè)試，測(cè)得該聚苯硫醚機(jī)織物的纖維表面含有親水基團(tuán)，且纖維表面的氧元素含量為40重量%，親水基團(tuán)中碳氧基團(tuán)的含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的68%，碳氧基團(tuán)中羧基所占比例為48%，羰基所占比例為20%，醛基所占比例為32%，硫氧基團(tuán)的含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的9%，碳氧基團(tuán)與硫氧基團(tuán)的總含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的77%。該聚苯硫醚機(jī)織物在110℃溫度下經(jīng)30%的koh溶液處理后，吸水速度為6s。本發(fā)明的水電解槽用聚苯硫醚隔膜的各物性參見(jiàn)下表1。
實(shí)施例4
將纖度為400dtex，捻系數(shù)為475的聚苯硫醚單紗作為經(jīng)、緯紗，在片梭織機(jī)上進(jìn)行織造，制得經(jīng)紗密度為220根/10cm、緯紗密度為180根/10cm的平紋織物，將制得的平紋織物在溫度為93℃，速度為20m/min下進(jìn)行精煉，然后在140℃下用錫林干燥機(jī)進(jìn)行干燥，然后在95%的濃硫酸下進(jìn)行磺化處理，處理溫度110℃，處理時(shí)間8min，磺化處理后清洗并干燥，然后在處理強(qiáng)度為300kw·s/m2下進(jìn)行等離子體加工，最終制得厚度為0.60mm的水電解槽用聚苯硫醚機(jī)織物。將制得的聚苯硫醚機(jī)織物經(jīng)過(guò)x射線光電子能譜分析儀進(jìn)行測(cè)試，測(cè)得該聚苯硫醚機(jī)織物的纖維表面含有親水基團(tuán)，且纖維表面的氧元素含量為50重量%，親水基團(tuán)中碳氧基團(tuán)的含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的70%，碳氧基團(tuán)中羧基所占比例為52%，羰基所占比例為15%，醛基所占比例為33%，硫氧基團(tuán)的含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的14%，碳氧基團(tuán)與硫氧基團(tuán)的總含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的84%。該聚苯硫醚機(jī)織物在110℃溫度下經(jīng)30%的koh溶液處理后，吸水速度為5s。本發(fā)明的水電解槽用聚苯硫醚隔膜的各物性參見(jiàn)下表1。
實(shí)施例5
將5根纖度為500dtex，捻系數(shù)為350的聚苯硫醚單紗合股，形成纖度為2500dtex，捻系數(shù)為316的聚苯硫醚紗線。將合股得到的聚苯硫醚紗線作為經(jīng)、緯紗，在片梭織機(jī)上進(jìn)行織造，制得經(jīng)紗密度為120根/10cm、緯紗密度為90根/10cm的平紋織物，將制得的平紋織物在溫度為95℃，速度為40m/min下進(jìn)行精煉，然后在145℃下用錫林干燥機(jī)進(jìn)行干燥，然后在95%的濃硫酸下進(jìn)行磺化處理，處理溫度120℃，處理時(shí)間7min，磺化處理后清洗并干燥，然后在處理強(qiáng)度為400kw·s/m2下進(jìn)行等離子體加工，最終制得厚度為1.20mm的水電解槽用聚苯硫醚機(jī)織物。將制得的聚苯硫醚機(jī)織物經(jīng)過(guò)x射線光電子能譜分析儀進(jìn)行測(cè)試，測(cè)得該聚苯硫醚機(jī)織物的纖維表面含有親水基團(tuán)，且纖維表面的氧元素含量為60重量%，親水基團(tuán)中碳氧基團(tuán)的含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的65%，碳氧基團(tuán)中羧基所占比例為60%，羰基所占比例為10%，醛基所占比例為30%，硫氧基團(tuán)的含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的10%，碳氧基團(tuán)與硫氧基團(tuán)的總含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的75%。該聚苯硫醚機(jī)織物在110℃溫度下經(jīng)30%的koh溶液處理后，吸水速度為4s。本發(fā)明的水電解槽用聚苯硫醚隔膜的各物性參見(jiàn)下表1。
實(shí)施例6
將10根纖度為500dtex，捻系數(shù)為350的聚苯硫醚單紗合股，形成纖度為5000dtex，捻系數(shù)為268的聚苯硫醚紗線。將合股得到的聚苯硫醚紗線作為經(jīng)、緯紗，在片梭織機(jī)上進(jìn)行織造，制得經(jīng)紗密度為100根/10cm、緯紗密度為60根/10cm的平紋織物，將制得的平紋織物在溫度為95℃，速度為40m/min下進(jìn)行精煉，然后在150℃下用錫林干燥機(jī)進(jìn)行干燥，然后在95%的濃硫酸下進(jìn)行磺化處理，處理溫度130℃，處理時(shí)間9min，磺化處理后清洗并干燥，然后在處理強(qiáng)度為500kw·s/m2下進(jìn)行等離子體加工，最終制得厚度為2.00mm的水電解槽用聚苯硫醚機(jī)織物。將制得的聚苯硫醚機(jī)織物經(jīng)過(guò)x射線光電子能譜分析儀進(jìn)行測(cè)試，測(cè)得該聚苯硫醚機(jī)織物的纖維表面含有親水基團(tuán)，且纖維表面的氧元素含量為70重量%，親水基團(tuán)中碳氧基團(tuán)的含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的72%，碳氧基團(tuán)中羧基所占比例為58%，羰基所占比例為8%，醛基所占比例為34%，硫氧基團(tuán)的含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的13%，碳氧基團(tuán)與硫氧基團(tuán)的總含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的85%。該聚苯硫醚機(jī)織物在110℃溫度下經(jīng)30%的koh溶液處理后，吸水速度為7s。本發(fā)明的水電解槽用聚苯硫醚隔膜的各物性參見(jiàn)下表1。
實(shí)施例7
將纖度為400dtex，捻系數(shù)為475的聚苯硫醚單紗作為經(jīng)、緯紗，在片梭織機(jī)上進(jìn)行織造，制得經(jīng)紗密度為220根/10cm、緯紗密度為180根/10cm的平紋織物，將制得的平紋織物在溫度為93℃，速度為20m/min下進(jìn)行精煉，然后在140℃下用錫林干燥機(jī)進(jìn)行干燥，然后在95%的濃硫酸下進(jìn)行磺化處理，處理溫度120℃，處理時(shí)間9min，磺化處理后清洗并干燥，制得厚度為0.60mm的水電解槽用聚苯硫醚機(jī)織物。將制得的聚苯硫醚機(jī)織物經(jīng)過(guò)x射線光電子能譜分析儀進(jìn)行測(cè)試，測(cè)得該聚苯硫醚機(jī)織物的纖維表面含有親水基團(tuán)，且纖維表面的氧元素含量為45重量%，親水基團(tuán)中碳氧基團(tuán)的含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的62%，碳氧基團(tuán)中羧基所占比例為66%，醛基所占比例為34%，硫氧基團(tuán)的含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的8%，碳氧基團(tuán)與硫氧基團(tuán)的總含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的70%。該聚苯硫醚機(jī)織物在110℃溫度下經(jīng)30%的koh溶液處理后，吸水速度為6s。本發(fā)明的水電解槽用聚苯硫醚隔膜的各物性參見(jiàn)下表1。
比較例1
將6根纖度為300dtex，捻系數(shù)為310的聚苯硫醚單紗合股，形成纖度為1800dtex，捻系數(shù)為320的聚苯硫醚紗線。將合股得到的聚苯硫醚紗線作為經(jīng)、緯紗，在片梭織機(jī)上進(jìn)行織造，制得經(jīng)紗密度為142根/10cm、緯紗密度為87根/10cm的平紋織物，將制得的平紋織物在溫度為90℃，速度為35m/min下進(jìn)行精煉，然后在130℃下用錫林干燥機(jī)進(jìn)行干燥，制得厚度為0.80mm的水電解槽隔膜。將制得的隔膜經(jīng)過(guò)x射線光電子能譜分析儀進(jìn)行測(cè)試，測(cè)得該隔膜表面含有親水基團(tuán)，隔膜中纖維表面的氧元素含量為6重量%，其中碳氧基團(tuán)的含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的30%，碳氧基團(tuán)中羧基所占比例為80%，醛基所占比例為20%，硫氧基團(tuán)的含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的3%，碳氧基團(tuán)與硫氧基團(tuán)的總含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的33%。該隔膜在90℃溫度下經(jīng)30%的koh溶液處理后，吸水速度大于300s。該水電解槽用聚苯硫醚隔膜的各物性參見(jiàn)下表1。
比較例2
將4根纖度為300dtex，捻系數(shù)為310的聚苯硫醚單紗合股，形成纖度為1200dtex，捻系數(shù)為435的聚苯硫醚紗線。將合股得到的聚苯硫醚紗線作為經(jīng)、緯紗在片梭織機(jī)上進(jìn)行織造，制得經(jīng)紗密度為165根/10cm、緯紗密度為94根/10cm的平紋織物，將制得的平紋織物在溫度為91℃，速度為30m/min下進(jìn)行精煉，然后在140℃下用錫林干燥機(jī)進(jìn)行干燥，然后在處理強(qiáng)度為60kw?s/m2下進(jìn)行等離子體加工，制得厚度為0.75mm的水電解槽隔膜。將制得的隔膜經(jīng)過(guò)x射線光電子能譜分析儀進(jìn)行測(cè)試，測(cè)得隔膜表面含有的氧元素含量為25重量%，其中碳氧基團(tuán)的含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的55%，碳氧基團(tuán)中羧基所占比例為60%，羰基所占比例為30%，醛基所占比例為10%，硫氧基團(tuán)的含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的5%，碳氧基團(tuán)與硫氧基團(tuán)的總含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的60%。該隔膜在90℃溫度下經(jīng)30%的koh溶液處理后，吸水速度大于300s。該水電解槽用聚苯硫醚隔膜的各物性參見(jiàn)下表1。
比較例3
將7根纖度為400dtex，捻系數(shù)為475的聚苯硫醚單紗合股，形成纖度為2800dtex，捻系數(shù)為300的聚苯硫醚紗線。將合股得到的聚苯硫醚紗線作為經(jīng)、緯紗，在片梭織機(jī)上進(jìn)行織造，制得經(jīng)紗密度為105根/10cm、緯紗密度為80根/10cm的平紋織物，將制得的平紋織物在溫度為94℃，速度為35m/min下進(jìn)行精煉，然后在140℃下用錫林干燥機(jī)進(jìn)行干燥，然后在95%的濃硫酸下進(jìn)行磺化處理，處理溫度70℃，處理時(shí)間4min，磺化處理后清洗干凈，最終制得厚度為1.30mm的水電解槽用聚苯硫醚機(jī)織物。將制得的聚苯硫醚機(jī)織物經(jīng)過(guò)x射線光電子能譜分析儀進(jìn)行測(cè)試，測(cè)得該聚苯硫醚機(jī)織物的纖維表面含有親水基團(tuán)，且纖維表面的氧元素含量為12重量%，其中碳氧基團(tuán)的含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的46%，碳氧基團(tuán)中羧基所占比例為50%，羰基所占比例為10%，醛基所占比例為40%，硫氧基團(tuán)的含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的4%，碳氧基團(tuán)與硫氧基團(tuán)的總含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的50%。該聚苯硫醚機(jī)織物在100℃溫度下經(jīng)30%的koh溶液處理后，吸水速度大于300s。該水電解槽用聚苯硫醚隔膜的各物性參見(jiàn)下表1。
比較例4
將4根纖度為300dtex，捻系數(shù)為310的聚苯硫醚單紗合股，形成纖度為1200dtex，捻系數(shù)為435的聚苯硫醚紗線。將合股得到的聚苯硫醚紗線作為經(jīng)、緯紗，在片梭織機(jī)上進(jìn)行織造，制得經(jīng)紗密度為165根/10cm、緯紗密度為94根/10cm的平紋織物，將制得的平紋織物在溫度為94℃，速度為35m/min下進(jìn)行精煉，然后在140℃下用錫林干燥機(jī)進(jìn)行干燥，然后在95%的濃硫酸下進(jìn)行磺化處理，處理溫度160℃，處理時(shí)間20min，磺化處理后清洗干凈，最終制得厚度為0.70mm的水電解槽用聚苯硫醚機(jī)織物。將制得的聚苯硫醚機(jī)織物經(jīng)過(guò)x射線光電子能譜分析儀進(jìn)行測(cè)試，測(cè)得該聚苯硫醚機(jī)織物的纖維表面含有親水基團(tuán)，且纖維表面的氧元素含量為60重量%，其中碳氧基團(tuán)的含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的74%，碳氧基團(tuán)中羧基所占比例為60%，羰基所占比例為20%，醛基所占比例為20%，硫氧基團(tuán)的含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的16%，碳氧基團(tuán)與硫氧基團(tuán)的總含量為纖維表面基團(tuán)總數(shù)的90%。該聚苯硫醚機(jī)織物在100℃溫度下經(jīng)30%的koh溶液處理后，吸水速度為12s。由于該機(jī)織物在濃硫酸中處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，從而導(dǎo)致該織物強(qiáng)度降低。該水電解槽用聚苯硫醚隔膜的各物性參見(jiàn)下表1。
表1