[0001] 本发明涉及全氟阳离子交换膜制备技术领域，具体为一种电渗析用全氟阳离子交换膜制备方法。

[0002] 全氟阳离子交换膜是一种特殊的离子交换膜，主要用于电渗析过程中的离子分离和传导，具有高化学稳定性、热稳定性和机械强度，通常应用于电渗析作业过程，广泛应用
于水处理、化工行业和制药行业等领域，目前的电渗析用全氟阳离子交换膜制备方法主要
包括预处理、气相沉积反应、热处理、清洗、离子浸出和干燥等步骤。

[0003] 其中干燥处理是全氟阳离子交换膜生产制备过程中的重要步骤之一，现有的全氟阳离子交换膜干燥方式主要包括自然晾干和热风干燥，但是这两种干燥方式都存在相同的
缺陷，在全氟阳离子交换膜从封闭的干燥箱中进行热风干燥过程中，热风的分布往往不均
匀，导致膜表面不同区域的温度差异较大，局部过热会使膜材料变软甚至熔融，而局部温度
不足则无法充分干燥，这种温度不均匀会导致膜内产生应力，从而引起变形。

[0004] 而在自然晾干过程中，膜表面与空气接触的部分会较快干燥，而与基材接触或重叠的部分干燥较慢，这种干燥速度的不均匀性会导致膜内应力分布不均，最终也会引起变
形，这两种干燥过程中，膜内外层的水分蒸发速率不同，内层水分蒸发较慢，外层水分蒸发
较快导致膜内外层的应力不一致，从而引起膜的翘曲和变形，影响全氟阳离子交换膜表面
的平整度。

[0040] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发
明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不
违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

[0041] 请参阅图1、图2、图3、图4和图5，本发明提供一种技术方案：一种电渗析用全氟阳离子交换膜制备方法，具体电渗析用全氟阳离子交换膜制备方法步骤如下：
S1、清洁预处理：对全氟聚合物基材表面清洁预处理，以增强基材表面的粘附性。

[0042] S2、化学气相沉积反应：将全氟单体以气相状态引入反应室，通过化学气相沉积反应使全氟单体在基材表面沉积形成全氟阳离子交换膜。

[0043] S3、热处理作业：将全氟阳离子交换膜置于高温烘箱中进行热处理，在一定温度下保持一段时间，使得全氟阳离子交换膜中的挥发性成分蒸发。

[0044] S4、清洗处理：将热处理作业冷却后的全氟阳离子交换膜浸泡在乙醇中，通过超声波清洗方式进行清洗，清洗完毕之后通过干净的去离子水冲洗，确保清洗彻底。

[0045] S5、离子浸出：将清洗完成后的全氟阳离子交换膜浸泡在四甲基氢氧化铵溶液中，浸泡一段时间后对全氟阳离子交换膜进行水洗，然后对全氟阳离子交换膜进行金属离子浸
出实验，减少生产过程金属离子浸出的现象。

[0046] S6、干燥处理：对离子浸出作业后的全氟阳离子交换膜使用防变形式多步干燥设备100以适当的温度和时间进行干燥处理，使全氟阳离子交换膜完全干燥。

[0047] 上述S1‑S6步骤中的电渗析用全氟阳离子交换膜制备方法步骤需要由防变形式多步干燥设备100配合完成。

[0048] 防变形式多步干燥设备100包括上部开口的安装箱10，安装箱10内腔上下腔壁之间等距设置有若干个用于对全氟阳离子交换膜输送同时并将其绷紧铺平的张平辊组20，安
装箱10内腔上下腔壁安装有若干个与张平辊组20对应的摆流部30，摆流部30与张平辊组20
互相组合以使热风在全氟阳离子交换膜表面往复摆动，安装箱10上下腔壁之间设置有用于
引导热气流流动以便对全氟阳离子交换膜依次进行不同温度下干燥的多阶段干燥机构40，
安装箱10内腔且位于相邻的两个张平辊组20横向上的其中一侧设置有自拉平式拐向机构
50，安装箱10左部壁板后部开设有进料口101，安装箱10右部壁板前部开设有出料口102，安
装箱10下部壁板后部开设有与位于后部的摆流部30对应的进风槽103，安装箱10左端面通
过固定柱前后对称固定连接有斜置刮板104，两个斜置刮板104远离安装箱10的一侧均固定
连接有海绵条105，在对全氟阳离子交换膜干燥移动的同时，利用贴合在全氟阳离子交换膜
表面上的斜置刮板104将表面的水分初步刮除下来，刮除后的水分再沿着斜置刮板104的斜
面流向海绵条105中被暂时储存起来，从而能够在烘干干燥前降低全氟阳离子交换膜表面
的水量加快干燥速度。

[0049] 首先将全氟阳离子交换膜从进料口101中穿入，接着手动牵引着其右部依次穿经位于后部的张平辊组20后侧、右部的自拉平式拐向机构50外部、位于中部的张平辊组20后
侧、左部的自拉平式拐向机构50外部以及位于前部的张平辊组20后侧，最后再从出料口102
拉出，接着将外部的热风通入到进风槽103中，热风接着进入到位于后部的摆流部30中，并
经摆流部30进行摆动吹向全氟阳离子交换膜上，与此同时控制张平辊组20和自拉平式拐向
机构50运行，二者带动全氟阳离子交换膜移动的同时再向上下侧互相远离的方向张拉，消
除全氟阳离子交换膜上褶皱的同时还避免褶皱的出现，接着热风再在多阶段干燥机构40的
作用下多次改变流向，使得热风沿着S状路径流动，热风每与全氟阳离子交换膜接触完进行
改向后其温度便会下降至下一级，以此来实现对全氟阳离子交换膜的多阶段干燥，由高至
底逐步的降低干燥温度，确保在干燥过程中膜的结构和性能不受损害。

[0050] 请参阅图4、图5、图6、图7和图8，本实施例中，张平辊组20由若干个横向等距布置的辊件201组成，辊件201包括固定连接在安装箱10内腔壁上的安装轴2011，安装轴2011外
部转动连接有驱动筒2012，驱动筒2012圆周外壁等距开设有若干个矩形槽2013，且矩形槽
2013上下对称设置有两排，矩形槽2013中滑动连接有滑框2014，滑框2014内腔相对侧开设
有斜槽组2015，相对应的两个斜槽组2015之间通过滑柱2016共同滑动连接有弹性拉块
2017，弹性拉块2017靠近安装轴2011的一侧铰接有连杆2018，安装轴2011外部上下对称设
置有用于与连杆2018配合以推动弹性拉块2017移动的推移件202。

[0051] 请参阅图7和图8，推移件202包括固定连接在安装轴2011外部的环形盘2021，环形盘2021靠近安装轴2011中部的一侧开设有环形槽2022，环形槽2022中周向等距滑动连接有
若干个与连杆2018对应的弹簧伸缩柱2023，连杆2018侧端面开设有滑移槽2024，弹簧伸缩
柱2023外部固定连接有滑动设置于滑移槽2024中的滑移柱2025，安装轴2011圆周外壁等距
固定连接有若干个斜置拨条2026，连杆2018靠近安装轴2011的一侧固定连接有与斜置拨条
2026配合的拨柱2027，滑框2014长向壁板远离弹性拉块2017的一侧上下对称开设有豁口
槽，豁口槽槽壁固定连接有顶簧201a，顶簧201a远离豁口槽的一端固定连接有与矩形槽
2013槽壁相抵触的摩擦块201b。

[0052] 对全氟阳离子交换膜干燥时首先将其从进料口101穿入，接着手动拉动引导依次从位于后部的张平辊组20后侧、右部的自拉平式拐向机构50外部、位于中部的张平辊组20
后侧、左部的自拉平式拐向机构50外部以及位于前部的张平辊组20后侧穿经，最后再从出
料口102拉出，全氟阳离子交换膜从安装箱10内部穿过时的轨迹为S状，然后控制张平辊组
20运行带动着全氟阳离子交换膜进行移动，同时再将外部的热气输入设备与进风槽103相
连通将热气输入到摆流部30中，来对全氟阳离子交换膜进行干燥处理。

[0053] 控制驱动筒2012旋转，驱动筒2012旋转带动着与其表面相接触的全氟阳离子交换膜移动，驱动筒2012周向运动的同时还会带动着弹性拉块2017、滑框2014、连杆2018及推移
件202同步运行，滑框2014在初始位置与矩形槽2013靠近驱动筒2012中部的一侧槽壁相接
触，驱动筒2012转动同时通过连杆2018带动着拨柱2027逐渐与斜置拨条2026相抵触，斜置
拨条2026接着对拨柱2027逐渐挤压使其朝着远离驱动筒2012中部移动，拨柱2027接着再通
过连杆2018顶动着弹性拉块2017移动，由于顶簧201a顶动着摩擦块201b紧紧顶触在矩形槽
2013槽壁上，因而滑框2014与矩形槽2013之间的摩擦力大于弹性拉块2017与滑框2014之间
的摩擦力，因而连杆2018接着通过弹性拉块2017顶动着滑柱2016沿着斜槽组2015的路径移
动，滑柱2016沿着斜槽组2015移动的同时使得弹性拉块2017逐渐朝着远离安装轴2011的方
向移动，直至弹性拉块2017高于滑框2014的位置与全氟阳离子交换膜表面相接触，随后连
杆2018再通过弹性拉块2017顶动着滑框2014朝着远离驱动筒2012中部方向移动，上下两个
弹性拉块2017互相远离移动过程中沿着与全氟阳离子交换膜接触的面拉动着全氟阳离子
交换膜上下绷紧，从而能够自动将全氟阳离子交换膜铺展开，消除移动过程中产生的褶皱，
使得全氟阳离子交换膜平整的铺在驱动筒2012表面上。

[0054] 在驱动筒2012带动着拨柱2027转动至与斜置拨条2026分离时，压缩状态的弹簧伸缩柱2023顶动着连杆2018朝着靠近驱动筒2012中部的方向移动，连杆2018接着再带动着弹
性拉块2017同步移动，弹簧拉块接着再带动着滑柱2016沿着斜槽组2015的路径移动，使得
弹性拉块2017逐渐缩入到滑框2014中，使弹性拉块2017与全氟阳离子交换膜分离，再然后
连杆2018再通过弹性拉块2017拉动着滑框2014朝着驱动筒2012中部靠近移动，直至滑框
2014移动至初始位置处，通过绷紧和铺平膜确保膜在干燥过程中始终保持平整，消除褶皱，
保证膜表面均匀受热，使干燥过程中的温度分布更加均匀。

[0055] 请参阅图4、图5和图11，本实施例中，自拉平式拐向机构50包括通过支杆固定连接在安装箱10内腔中的弧形板架501，弧形板架501弧形外壁等距嵌接转动连接有若干个柔性
辊502，且柔性辊502上下对称设置有两排，上下对应的柔性辊502呈V字状布置，上下相对的
柔性辊502互相远离的一端固定连接有转动柱503，支杆外部通过Y形叉上下对称转动连接
有两个与转动柱503外壁相抵触的驱动环504。

[0056] 自拉平式拐向机构50在相邻的两个张平辊组20起到过渡改变方向的作用，全氟阳离子交换膜在自拉平式拐向机构50外部移动同时控制驱动环504转动，驱动环504接着再通
过转动柱503带动着柔性辊502转动，柔性辊502转动带动着全氟阳离子交换膜移动的同时
再利用其倾斜布置后的走向来带动着全氟阳离子交换膜上下进一步绷紧，从而进一步消除
全氟阳离子交换膜表面的褶皱，同时避免全氟阳离子交换膜移动过程中出现褶皱，确保全
氟阳离子交换膜表面的平整性。

[0057] 请参阅图4、图5、图9和图10，本实施例中，摆流部30包括通过连接杆固定连接在安装箱10内腔壁上的条形管301，条形管301靠近安装箱10壁板的一侧开设有进风孔302，条形
管301靠近张平辊组20的一侧横向等距连通有若干个出气管303，且出气管303前后对称设
置有两排，前后相对的出气管303中贯穿转动连接有转柱304，转柱304位于出气管303中的
外壁固定连接有导流片305，条形管301靠近张平辊组20的一侧左右对称固定连接有竖板，
两个竖板之间通过限位弹簧307滑动连接有条形板306，转柱304外部固定连接有拨板308，
条形板306上等距开设有若干个与拨板308对应且配合的拨孔，条形板306靠近驱动筒2012
的一侧固定连接有一号拨动板309，驱动筒2012靠近条形板306的一侧固定连接有用于与一
号拨动板309配合的二号拨动板3010。

[0058] 从进风槽103中通入到热风从进风孔302进入到位于后部的条形管301中，接着热风再从出气管303中流出，驱动筒2012转动的同时还会带动着二号拨动板3010同步转动，二
号拨动板3010转动过程中与一号拨动板309相接触时会拨动着一号拨动板309横向移动，一
号拨动板309接着带动着条形板306横向移动，条形板306再通过拨孔带动着拨板308转动，
拨板308接着再带动着转柱304转动，转柱304接着再带动着导流片305转动而在二号拨动板
3010转动至与一号拨动板309分离时，限位弹簧307复位带动着条形板306朝着另一侧横向
移动，条形板306接着再通过拨孔和拨板308带动着转柱304朝着另一方向转动，拨柱2027接
着再带动着导流片305朝着另一方向摆动，通过二号拨动板3010与一号拨动板309的间歇接
触和分离来带动导流片305往复摆动，进而带动着热风气流在全氟阳离子交换膜表面往复
摆动来加速膜表面的水分蒸发，缩短干燥时间，同时气流的动态流动可以防止局部热积聚，
确保热风均匀分布，避免局部过热或干燥不足，提高整体干燥效果。

[0059] 请参阅图4和图12，本实施例中，多阶段干燥机构40包括两个分别固定连接在相邻的两个张平辊组20之间且错位布置的弧形导流板401，弧形导流板401靠近张平辊组20的一
侧前后对称固定连接有框形管402，弧形导流板401弧形内壁等距固定连接有若干个吸汽网
板403。

[0060] 位于后部的摆流部30中出气管303向上流出的热风沿着全氟阳离子交换膜表面流动，接着热气流流入到位于后部的弧形导流板401后侧的框形管402中，接着热气流沿着后
部的弧形导流板401内壁流动，流动过程中穿经吸汽网板403，对热气流中的水汽进行吸附，
再然后热气流进入到位于中部的摆流部30中并向下流动，对下一段全氟阳离子交换膜表面
干燥，再然后热气流再流动至位于前部的弧形导流板401内壁上，并在前部的弧形导流板
401作用下向上流动，通过两个弧形导流板401互相配合两次改变热气流的流向，使得热气
流沿S形状路径流动，热气流每此与全氟阳离子交换膜接触完被改变流向后温度便会下降
一个档位，干燥初期利用较高温度和风速，快速去除表面水分，再然后利用逐渐降低温度和
风速后的热气流对全氟阳离子交换膜进行干燥，保证膜内部的水分均匀蒸发，通过对热气
流的循环利用时温度的自动下降来实现分阶段逐步降低干燥温度，可以逐步去除水分，减
少膜内应力，避免变形和机械损伤，避免局部过干或变形。

[0061] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具
有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0062] 此外，术语“第一”、“第二”、“一号”、“二号”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“一号”、“二号”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”
的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

[0063] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内
部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员
而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0064] 本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故；凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之
内。