第十五届全国表面工程大会

摘 要：开发具有极低氢渗透性的薄膜对于缓解储氢容器及管道中因氢强烈扩散导致的氢损伤与失效问题至关重要。本研究通过简易喷涂法设计了一种基于聚乙烯醇（PVA）的复合薄膜，通过引入改性剂植酸（PA）提升交联密度以实现该目标。借助PVA与PA之间多种分子间与分子内相互作用形成的具有低分子链运动趋势的刚性结构，正电子湮没寿命谱（PALS）测试显示薄膜的分数自由体积（FFV）降至仅0.6509%，氢气透过率（GTR）更是创纪录地低至0.518 cm³/(m²·24 h·0.1 MPa)。分子动力学（MD）模拟与多重实验表征共同验证并阐释了这种相互作用机制。该薄膜在4 MPa高压氢环境中暴露16天后仍保持稳定的极低的H₂ GTR值，展现出优异的高压稳定性。结合适用于工业管道的实际涂装工艺及78 MPa的高机械拉伸强度，这种复合薄膜在氢能产业中具有巨大的应用潜力。
 

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