ePTFE（膨體聚四氟乙烯）膜是一種高分子透氣不透水材料，微爾斯科技掌握了ePTFE膜的改性技術以及復合技術。現在用于消費電子電器防護、汽車零部件防護、5G通訊設備防護、戶外燈具防護及智能穿戴設備防護等領域中主要是壓力平衡、防塵防水的作用。而氣體透過原理和氣體選擇性主要依賴于其獨特的微孔結構和物理化學特性。以下是詳細的介紹：

一、ePTFE膜如何讓氣體透過？

ePTFE膜的氣體透過主要通過以下三種機制實現：

1. 擴散作用（分子自由運動）

原理：氣體分子因濃度梯度（或分壓差）自發從高濃度區域向低濃度區域擴散。

特點：分子量小、動能高的氣體（如H?、He）擴散更快。 溫度升高會加速分子運動，提高擴散速率。遵循菲克定律：氣體擴散速率與濃度梯度、孔隙率成正比，與膜厚度成反比。

2. 壓差驅動流動（對流傳輸）

原理：當膜兩側存在壓力差時，氣體在壓差驅動下直接穿過孔隙流動。

特點：適用于需要快速氣體交換的場景（如透氣膜、燃料電池氣體擴散層）。 流速與壓力差、孔隙率、孔徑大小正相關。

3. 分子篩效應（選擇性分離）

原理：通過精確調控ePTFE膜的孔徑（例如亞微米級），僅允許小于孔徑的氣體分子通過，而阻擋大分子或顆粒。

特點：需要嚴格的孔徑控制（例如用于CO?/N?分離）。 通常需結合表面改性或復合其他材料（如聚合物涂層）增強選擇性。

二、哪些氣體可以透過ePTFE膜？

幾乎所有氣體都能透過ePTFE膜，但透過速率和選擇性因以下因素而異：

ePTFE膜氣體透過

典型氣體分類

1. 易透過的氣體（高透過率）：

小分子氣體：H?、He、O?、N?、CO?、CH?。

非極性氣體：Ar、SF?（雖然分子量大，但非極性且膜孔徑足夠時仍可通過）。

2. 難透過的氣體（低透過率）：

大分子氣體：如揮發性有機物（VOCs，如苯、甲苯）。

極性氣體：NH?、H?O蒸氣（可能因疏水表面部分受阻）。

3. 特殊情況：

水蒸氣：雖然H?O分子小，但ePTFE膜的強疏水性會減緩液態水滲透，但允許氣態水分子通過（用于防水透氣材料）。

混合氣體分離：通過復合其他材料（如硅膠涂層）或調整孔徑，可實現CO?/N?、O?/N?的選擇性分離。

氣體透過率

三、實際應用中的氣體過場景

1. 醫療領域：允許O?、CO?和水蒸氣透過（如醫用防護服透氣），但阻擋細菌和液體。

2. 工業氣體過濾：截留顆粒物（如PM2.5），同時讓O?、N?等氣體自由通過。

3. 燃料電池：H?和O?高效透過膜電極，同時防止液態水堵塞。

4. 環保領域：收集VOCs時，需結合活性炭吸附層，利用ePTFE膜的孔隙作為氣體通道。

ePTFE膜

四、為何ePTFE膜能同時防水透氣？

疏水性：PTFE的強疏水性使液態水因高表面張力無法通過孔隙（類似荷葉效應）。

氣體透過性：氣態水分子（水蒸氣）和其他氣體可自由通過孔隙，實現“透氣不透水”。

ePTFE膜

五、總結

所有氣體均可透過ePTFE膜，但透過速率取決于分子特性（大小、極性）和膜結構（孔徑、厚度、孔隙率）。

選擇性分離需依賴復合技術或分子篩效應（如亞微米孔徑設計）。

實際應用中，ePTFE膜常通過復合其他材料（如無紡布、聚合物涂層）平衡透氣性、選擇性和機械強度。

如果需要進一步探討特定氣體（如H?分離或CO?捕集）的透過機制或優化方案，可以補充具體場景！