為進(jìn)一步提高磺化聚醚醚酮質(zhì)子交換膜的尺寸穩(wěn)定性、耐氧化性和質(zhì)子電導(dǎo)率,從側(cè)鏈結(jié)構(gòu)出發(fā)設(shè)計(jì)制備了一種新的側(cè)鏈型磺化聚醚醚酮質(zhì)子交換膜.以磺化聚醚醚酮為聚合物主鏈,利用N,N′-羰基二咪唑（CDI）的活化作用將1-乙醇胺（MEA）與磺酸基團(tuán)反應(yīng),從而延長側(cè)鏈長度,再通過1,3-丙磺酸內(nèi)酯的開環(huán)反應(yīng)引入磺酸功能基團(tuán),最后采用溶膠-凝膠法制備出一系列新的側(cè)鏈型磺化聚醚醚酮質(zhì)子交換膜.對(duì)所制備的側(cè)鏈型磺化聚醚醚酮質(zhì)子交換膜分別進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和性能表征.結(jié)果表明,該類側(cè)鏈型磺化聚醚醚酮質(zhì)子交換膜中產(chǎn)生了親水/疏水相分離結(jié)構(gòu),并且具有適當(dāng)?shù)奈屎洼^低的溶脹度（9.2%）.該類質(zhì)子交換膜具有更高的質(zhì)子電導(dǎo)率,其中60℃時(shí)支化程度為80%的側(cè)鏈型磺化聚醚醚酮質(zhì)子交換膜的電導(dǎo)率高達(dá)0.096 S/cm.此外,制備的側(cè)鏈型磺化聚醚醚酮質(zhì)子交換膜也具有良好的機(jī)械性能、氧化穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性. 

【文章來源】：膜科學(xué)與技術(shù). 2020年04期 北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

SPEEK、SPEEK+MEA和SCSPEEK的核磁共振氫譜圖

表1 SPEEK + CDI和SCSPEEK1中N、C、H、S元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 1 The proportion of N, C, H, S elements in SPEEK + CDI and SCSPEEK1 樣品質(zhì)量/mg N/% C/% H/% S/% SPEEK+CDI 5.149 4.43 74.49 4.408 6.726 SCSPEEK1 5.056 2.60 62.21 4.970 7.5632.4 吸水率及溶脹度分析

從圖3可以看出,各質(zhì)子膜的TGA曲線主要顯示了3個(gè)質(zhì)量下降階段:第一階段是從室溫到270 ℃左右的質(zhì)量損失,主要是膜中的游離水和結(jié)合水蒸發(fā)所致;在約270 ℃時(shí)質(zhì)子膜開始第二次質(zhì)量損失,主要是由于質(zhì)子膜中側(cè)鏈在高溫下斷裂;質(zhì)子膜第三階段的失重范圍在450～610 ℃之間,主要是由于高溫下質(zhì)子膜中主鏈PEEK的降解.對(duì)比SCSPEEK膜與SPEEK膜的第一階段到第二階段的拐點(diǎn)溫度可以看出,SCSPEEK膜第二階段的分解溫度前移,這是因?yàn)殡S著側(cè)鏈長度增加側(cè)鏈在溫度上升時(shí)更容易分解.總的來說,所有制備的SCSPEEK薄膜在300 ℃以下的質(zhì)量損失低于7%,這表明SCSPEEK1薄膜在300 ℃以下具有良好的熱穩(wěn)定性能.2.7 氧化穩(wěn)定性分析

【參考文獻(xiàn)】：
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