W jaki sposób membrana PTFE osiąga oddychalność i nieprzepuszczalność?

Wodoodporna i oddychająca funkcjaMembrana PTFE Pochodzi z synergistycznego mechanizmu mikroporowatego właściwości strukturalnej i właściwości chemicznych powierzchni. Materiał wykorzystuje proces rozciągania dwuosiowego do budowy trójwymiarowej sieci otworów od nanometrów do mikrometrów, a wewnętrzna ściana porów składa się z wysoce zorientowanych wiązek włókien PTFE. Rozkład przestrzenny struktury porów jest zgodny z regułami geometrii fraktalnej, a zmiany wielkości porów pokazują logarytmiczny wzór rozkładu normalnego, tworząc wielookałkową warstwę interfejsu filtracji przemiany gradientu.

Selektywne przenikanie cząsteczek wody i cząsteczek powietrza wMembrana PTFEopiera się na różnicy energii kinetycznej i efekcie napięcia powierzchniowego tych dwóch substancji. Ciekła woda tworzy strukturę skupień z powodu wiązania wodorowego, a jej równoważna średnica znacznie przekracza wielkość membranowej porowej gardła. Pod superhydrofobowymi charakterystyką kąta styku interfejsu stałego ciecz-ciecz przekraczających 150 stopni nie może on zaatakować porów z powodu ograniczeń napięcia powierzchniowego.

Charakterystyka rozkładu ładunkuMembrana PTFEMateriały dodatkowo zwiększają selektywną przepuszczalność. Silna elektroujemność łańcuchów molekularnych politetrafluoroetylenu powoduje, że ściana wewnętrzna porów tworzy kolumnę macierzy dipolowej, generując odpychanie elektrostatyczne, aby zapobiec zbliżaniu się kropel. Ze względu na różnicę w polaryzowalności cząsteczek gazu ich szybkość przesyłania jest regulowana przez gradient pola elektrycznego, realizując dynamiczne oddzielenie mokrego i suchego powietrza.

W środowisku wysokiej temperatury ruch mikro-browańskiMembrana PTFESegmenty molekularne nasilają się, co powoduje adaptacyjny wzrost porowatości, kompensując efekt tłumienia termicznego wydajności przenoszenia gazu. W warunkach niskiej temperatury krystalizowany obszar zwiększa wytrzymałość mechaniczną struktury porów, aby uniknąć uszkodzeń strukturalnych spowodowanych wzrostem kryształu lodu.