在電池隔膜領域,利用輻照接枝技術,可對薄膜材料與復合薄膜材料進行接枝,以提高電池隔膜性能,從而提升電池性能
輻照接枝技術可以對材料進行輻射改性,可對苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸酯、聚偏氟乙烯、聚醚砜等多種高分子材料進行改性,也可以研制新材料,是輻射化學研究的重要方向之一。輻射接枝膜是利用輻照接枝技術制備而成的膜材料,與普通膜材料相比,其物理、化學以及分離、過濾等性能更為優異,可以廣泛應用到水處理、電池隔膜、醫療等領域。
在20世紀60年代,輻照接枝技術已經應用于工業生產領域。輻照接枝膜是利用高能輻射使聚合物骨架產生活性點,將另一種有機單體接枝到活性點上,產生支鏈從而形成的膜材料。根據新思界產業研究中心發布的《2022-2026年輻射接枝膜行業深度市場調研及投資策略建議報告》顯示,輻射接枝膜可以在常溫甚至低溫條件下進行制備,其制備方法較化學接枝法更為簡單,可以在聚合物表面或者內部進行接枝,無需添加化學助劑,且輻照還有消毒滅菌的作用??偟膩砜?,輻射接枝膜在性能與工藝方面競爭優勢明顯。
輻射接枝膜有兩種制備方法,一是將聚合物骨架與有機單體置于一起同時輻照,輻照與接枝同步進行,具有操作簡單、聚合物自由基利用率高、聚合物裂解降低的優點,但接枝效率較低,且會生成均聚物;二是先將聚合物骨架進行輻照,再與有機單體進行接枝反應,具有無均聚物產生、易于規?;a、接枝效率較高的優點,但聚合物自由基利用率低。
新思界行業分析人士表示,在水處理領域,聚偏氟乙烯薄膜是一種重要的分離膜。聚偏氟乙烯疏水性強,分離膜表面易沉積污染物,降低其分離效率。利用輻照接枝技術,在聚偏氟乙烯上接枝親水性單體、兩性離子單體,聚偏氟乙烯薄膜的骨架結構未發生明顯變化,但親水性能顯著提升,抗污能力大幅提高。
在電池隔膜領域,利用輻照接枝技術,可對薄膜材料與復合薄膜材料進行接枝,以提高電池隔膜性能,從而提升電池性能。例如可在超細聚烯烴纖維濕法非織布上接枝丙烯酸,可在超細聚烯烴濕法非織布與PP微孔膜構成的雙層復合膜上接枝丙烯酸和苯乙烯磺酸鈉,可以提升電池的荷電性能與循環壽命。
輻射接枝膜還可用作醫用過濾膜,例如可用作去白細胞過濾膜,可以有效濾除血液中的白細胞,降低輸血免疫反應以及感染發生率。2020年08月,中國同位素與輻射行業協會發布《輻射接枝去白細胞過濾膜》團體標準,于2020年11月開始實施。相關標準的完善,利好輻射接枝膜在醫療領域的發展。