Hvordan opnår PTFE -membran åndbarhed og uigennemtrængelighed?

Den vandtætte og åndbare funktion afPTFE -membran stammer fra den synergistiske mekanisme for mikroporøse strukturelle egenskaber og overfladekemiske egenskaber. Materialet bruger en biaxial strækningsproces til at konstruere et tredimensionelt netværk af huller fra nanometre til mikrometer, og den indre væg i pore er sammensat af stærkt orienterede PTFE-fiberbundter stablet. Den rumlige fordeling af porestrukturen følger reglerne for fraktal geometri, og skift af porestørrelsen viser et logaritmisk normalt fordelingsmønster, der danner en flerskala gradientovergangsfiltreringsgrænsefladelag.

Den selektive gennemtrængning af vandmolekyler og luftmolekyler iPTFE -membraner baseret på den kinetiske energiforskel og overfladespændingseffekt af disse to stoffer. Flydende vand danner en klyngestruktur på grund af hydrogenbinding, og dens ækvivalente diameter overstiger langt størrelsen på membranporehalsen. Under de superhydrofobe egenskaber ved kontaktvinklen med fast væske-interface, der overstiger 150 grader, kan den ikke invadere poren på grund af overfladespændingsbegrænsninger.

Ladningsfordelingsegenskaber forPTFE -membranMaterialer forbedrer den selektive permeabilitet yderligere. Den stærke elektronegativitet af polytetrafluoroethylenmolekylære kæder får den indre væg i poren til at danne en dipolmatrix -søjle, hvilket genererer elektrostatisk frastødning for at forhindre, at ladede dråber nærmer sig. På grund af forskellen i polariserbarhed af gasmolekyler reguleres deres transmissionshastighed af den elektriske feltgradient, der realiserer den dynamiske adskillelse af våd og tør luft.

I miljø med høj temperatur, den mikro-browniske bevægelse afPTFE -membranMolekylære segmenter intensiveres, hvilket resulterer i en adaptiv stigning i porøsitet, hvilket kompenserer for den termiske dæmpningseffekt af gasoverførselseffektivitet. Under betingelser med lav temperatur forbedrer det krystalliserede område den mekaniske styrke af porestrukturen for at undgå strukturel skade forårsaget af iskrystallvækst.