01聚四氟乙烯（PTFE）膜的基本特性

工业制备PTFE膜主要通过机械拉伸PTFE坯料制备而成，具体工艺流程如下表所示：

将PTFE树脂和助挤剂等混合后，通过挤压和压延设备将制备的棒状型材压成膜片状，再进入拉伸设备进行横纵向拉伸，得到所需要厚度的PTFE微孔膜。

经过拉伸后制备的PTFE微孔膜，具有细微纤维连接岛状“结电”的特殊结构，如下图所示，微纤维间形成孔隙，平均孔隙约为0.02-15μm，孔隙率约为25%-96%，厚度约为20-100μm。由于其孔径小于雾滴直径，又远大于水蒸气分子直径，且孔隙率高，因此PTFE微孔膜除了具备PTFE材料的卓越性能外，还具有出色的防水、透湿及电荷储存稳定等特性。

由于PTFE表面能极低（仅1.85*10-2N/m），使得PTFE微孔膜表面极端惰性，亲水性极差，与其他材料的结合性差。为了提高PTFE微孔膜表面活性，可以通过辐射、接枝、化学腐蚀、填充等方法针对PTFE微孔膜改性处理，提高PTFE膜的多功能性。

02应用领域（除了我们熟知的在工业烟气处理方面）

（1）化工领域

PTFE微孔膜孔径小、孔隙率可调，同时具有出色的化学稳定性、耐高低温等特性，是一种优异的微滤膜材料，但PTFE膜表面疏水性强，分离极性分子效果不佳。所以，会通过进行磺酸化改性、无机填料改性等工艺来增强膜的亲水性。

（2）医学领域

PTFE膜具有良好的柔韧性和生物相容性，正逐渐成为生物功能材料的重要组成部分，已在临床领域广泛用于促进人体病理和创伤组织或器官恢复，如：促进骨折愈合、皮肤或器官移植、牙周组织再生等。目前主要通过辐射接枝、填充等方法将医用功能分子固定在PTFE微孔膜上，使其具备特殊的医疗用途，目前已取得良好效果。

（3）电子领域

A、驻极体

PTFE作为目前所知道的热稳定性最好的聚合物驻极体，不仅具有较高的压电活性，而且还具有突出的耐温性和优异的电荷储存稳定性，已经被广泛应用于驻极体传感器和驱动器、驻极体马达、驻极体辐射计量仪及宽温区驻极体空气过滤器等领域。

B、质子交换膜

质子交换膜（PEM）是质子交换膜燃料电池（PEMFC）的核心部件，它的好坏直接影响电池的使用寿命。

质子交换膜本质是一种选择透过性膜，它的原理是通过成膜材料上的功能基团（磺酸根等），能够与质子容易结合，形成一条条质子通道，使得质子能够顺利通过膜。

质子交换膜工作原理图示

用于PEMFC的PEM主要性能要求如下：

目前商业化的膜材料为全氟磺酸膜，虽具有优异的化学稳定性和良好的质子传导率，但由于价格昂贵及对水和温度的依赖性较强，导致了其实际应用成效。

由于PTFE膜的优异性能，使其成为最佳的全氟磺酸膜替代品。一般包括两种较为简单可行的方法：

A、表面沉积法：即以PTFE膜为基底，在孔中填充电解质；

B、辐射接枝法：电离辐射的作用下使PTFE膜表面产生若干活性点，再把乙烯基单体或其均聚物接枝到这些活性点上。

03未来发展方向

以功能分子修饰PTFE微孔膜，使其具有催化、抗菌、药物传输、质子交换等特殊功能，不仅拓宽了PTFE膜在医学、电学、能源、特种服装等领域的应用，也为以后开发新型功能的膜材料奠定了基础。

但由于功能化PTFE的研究较少，还不够成熟。一是功能分子范围较窄，二是功能化制备方法研究不够细致，同时设备仪器昂贵等原因限制了功能化PTFE膜的应用。