Wie erreicht die PTFE -Membran Atmungsaktivität und Undurchlässigkeit?

Die wasserdichte und atmungsaktive Funktion vonPTFE -Membran stammt aus dem synergistischen Mechanismus mikroporöser struktureller Merkmale und oberflächenchemischer Eigenschaften. Das Material verwendet ein biaxiales Dehnungsverfahren, um ein dreidimensionales Netzwerk von Löchern von Nanometern bis Mikrometern zu konstruieren, und die Innenwand der Pore besteht aus hoch orientierten PTFE-Faserbündeln. Die räumliche Verteilung der Porenstruktur folgt den Regeln der fraktalen Geometrie, und die Änderungen der Porengrößen zeigen ein logarithmisches Normalverteilungsmuster, das eine Multi-Skala-Gradientenübergangsfiltrations-Grenzflächenschicht bildet.

Die selektive Permeation von Wassermolekülen und Luftmolekülen inPTFE -Membranbasiert auf dem kinetischen Energieunterschied und der Oberflächenspannungseffekt dieser beiden Substanzen. Flüssiges Wasser bildet aufgrund der Wasserstoffbrückenbindung eine Clusterstruktur, und sein äquivalenter Durchmesser überschreitet bei weitem die Größe des Membranporen -Throat. Unter den superhydrophoben Eigenschaften des Kontaktwinkels der Feststoff-Flüssigkeits-Grenzfläche von mehr als 150 Grad kann er aufgrund von Oberflächenspannungsbeschränkungen nicht in die Pore eindringen.

Die Ladungsverteilungsmerkmale vonPTFE -MembranMaterialien verbessern die selektive Permeabilität weiter. Die starke Elektronegativität von Polytetrafluorethylen -Molekülketten führt dazu, dass die Innenwand der Pore eine Dipolmatrixsäule bildet, wodurch die elektrostatische Abstoßung erzeugt wird, um zu verhindern, dass sich geladene Tröpfchen nähern. Aufgrund des Unterschieds in der Polarisierbarkeit von Gasmolekülen wird ihre Übertragungsrate durch den elektrischen Feldgradienten reguliert, wodurch die dynamische Trennung von nassen und trockener Luft realisiert wird.

In der Umgebung mit hoher Temperatur die mikrobraune Bewegung vonPTFE -MembranMolekulare Segmente intensiviert, was zu einer adaptiven Erhöhung der Porosität führt und den thermischen Abschwächungseffekt der Gasübertragungseffizienz kompensiert. Unter niedrigen Temperaturbedingungen verbessert die kristallisierte Fläche die mechanische Festigkeit der Porenstruktur, um strukturelle Schäden zu vermeiden, die durch Eiskristallwachstum verursacht werden.