Nafion® 全氟磺酸树脂分散液系列（Nafion D520 D521 D2020 D2021）-科学材料站 SCI Materials Hub

Nafion® 全氟磺酸树脂分散液系列（Nafion D520 D521 D2020 D2021）

阅读次数： 2025-06-02

🧾 产品简介

科学材料站为科慕（Nafion®或杜邦）官方合作商，Nafion® 分散液是由杜邦公司生产的高性能全氟磺酸树脂（PFSA）与聚四氟乙烯（PTFE）共聚物构成的质子导电聚合物乳液，分散在水或醇/水混合体系中。产品以酸型（H⁺）形式存在，具有出色的质子传导性、化学惰性和耐热性，广泛应用于电化学器件如燃料电池、电解槽、传感器等。

📌 Nafion® PFSA 分散液组成与性能参数（按型号）

属性	D520 / D521	D2020 / D2021
聚合物含量 (wt%)	5.0 ~ 5.4	20.0 ~ 22.0
水含量 (wt%)	45 ± 3	34 ± 2
VOC 含量 (wt%)	50 ± 3	46 ± 2
1-丙醇含量 (wt%)	48 ± 3	44 ± 2
乙醇含量 (wt%)	<4	<2
混合醚及其他 VOCs	<1	<1
比重 (Specific Gravity)	0.92 – 0.94	1.01 – 1.03
可用酸容量 (meq/g)	>1.00 / >0.92	>1.00 / >0.92
总酸容量 (meq/g)	1.03 – 1.12 / 0.95 – 1.03	1.03 – 1.12 / 0.95 – 1.03
粘度 (cP @ 25°C, 40 sec⁻¹)	10 – 40	50 – 500
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注：1 cP = 1 mPa·s；部分参数略有型号间差异，如 D520 与 D521等在酸容量上略有不同。

⚖ 当量质量（Equivalent Weight, EW）介绍

Nafion 的“当量质量”是指每摩尔磺酸官能团所对应的聚合物主链质量（g/mol）。常见型号包括：

当量质量（EW）	每克聚合物中含有的 –SO₃H 官能团	特性描述
EW 1000	多（酸基密度高）	质子传导率更高，吸水率大，柔软性强
EW 1100	少（酸基密度低）	结构更稳定，耐化学性强，尺寸变化更小
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✅ 不同当量质量对比总结：

性能参数	EW 1000	EW 1100
质子电导率	高	略低
吸水率	较高，容易膨胀	较低，尺寸稳定性更好
机械强度	略低，受水影响较大	更强，结构更刚性
耐久性/化学稳定性	略低	更优，适合长寿命系统
柔韧性	更柔软	更硬挺
适合场景	高性能催化层、电极墨水、高湿环境	电解水、传感器膜、稳定性要求高的设备
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🧪 不同当量质量典型应用场景

应用领域	推荐EW	推荐型号	说明
燃料电池（PEMFC）	EW 1000	D520 / D2020	高质子传导性，适用于催化层粘结剂和膜制备
电解水系统	EW 1100	D521 / D2021	对尺寸稳定性和化学耐受性要求高，推荐1100当量
离子选择膜/传感器	EW 1100	D521 / D2021	稳定性好，适合微结构或高重复运行要求的设备
超级电容器、红ox电池	EW 1000	D520 / D2020	质子交换效率关键，推荐酸基密度更高的1000 EW
复合膜研发	视需求	所有型号	可调聚合物浓度/粘度，适用于不同材料体系中的涂覆与分层处理
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