合成了一種側(cè)基為氨基的聚醚醚酮聚合物,通過(guò)其與1,4-丁基磺酸內(nèi)酯的開(kāi)環(huán)反應(yīng),制備了一系列側(cè)鏈磺化含氮類(lèi)聚醚醚酮。由于具有優(yōu)異的成膜性和良好的熱穩(wěn)定性,在燃料電池用質(zhì)子交換膜和濕度敏感材料方面具有良好的應(yīng)用前景。該材料作為質(zhì)子交換膜,具有明顯的親水/疏水相分離結(jié)構(gòu)和較高的傳導(dǎo)率。不過(guò),在高磺化度下存在著吸水率、溶脹率較高以及甲醇滲透率高的問(wèn)題。為此,引入1-乙烯基咪唑,利用質(zhì)子化后的咪唑與磺酸基團(tuán)的相互作用,將咪唑基團(tuán)錨定在磺酸基團(tuán)周?chē)?再通過(guò)紫外原位引發(fā)雙鍵聚合的方式,制備了離子交聯(lián)型質(zhì)子交換膜,大幅度降低了膜的吸水率及甲醇滲透率,提高了膜的選擇性,可應(yīng)用于直接甲醇燃料電池。作為濕度敏感材料,側(cè)鏈磺化含氮類(lèi)聚醚醚酮膜具有良好的濕度響應(yīng)特性、較短的響應(yīng)時(shí)間和較低的濕滯,可應(yīng)用于濕敏傳感器領(lǐng)域。 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
內(nèi)容提要
中文摘要
abstract
第一章 緒論
    引言
    1.1 聚芳醚酮類(lèi)聚合物簡(jiǎn)介
    1.2 功能化聚芳醚酮簡(jiǎn)介
    1.3 磺化聚芳醚酮簡(jiǎn)介
        1.3.1 后磺化法
        1.3.2 磺化單體直接聚合法
    1.4 磺化聚芳醚酮在質(zhì)子交換膜燃料電池中的應(yīng)用
        1.4.1 燃料電池簡(jiǎn)介
        1.4.2 質(zhì)子交換膜簡(jiǎn)介
    1.5 SPAEK質(zhì)子交換膜改性方法
        1.5.1 有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合改性方法
        1.5.2 交聯(lián)改性
        1.5.3 表面修飾
    1.6 磺化聚芳醚酮在濕度傳感器領(lǐng)域的應(yīng)用
    1.7 本論文的設(shè)計(jì)思想
第二章 試劑及測(cè)試方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
    2.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試與表征方法
        2.2.1 核磁共振氫譜(1H-NMR)
        2.2.2 差示掃描量測(cè)試(DSC)
        2.2.3 熱重分析(TGA)
        2.2.4 機(jī)械性能測(cè)試
        2.2.5 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.2.6 X射線(xiàn)小角散射(SAXS)
        2.2.7 吸水率、水合數(shù)和溶脹率測(cè)試
        2.2.8 離子交換容量(IEC)測(cè)試
        2.2.9 質(zhì)子傳導(dǎo)率(ProtonConductivity,σ)
        2.2.10 甲醇滲透率測(cè)試(methanolpermeability)
        2.2.11 抗氧化穩(wěn)定性(Oxidativestability)
        2.2.12 比濃粘度測(cè)試
        2.2.13 交聯(lián)聚合物凝膠含量測(cè)試
        2.2.14 水接觸角測(cè)試（Water contact angle）
        2.2.15 敏響應(yīng)特性測(cè)試
第三章 側(cè)鏈磺化含氮類(lèi)聚醚醚酮質(zhì)子交換膜的制備及性能研究
    引言
    3.1 側(cè)鏈磺化含氮類(lèi)聚醚醚酮的制備及性能研究
        3.1.1 4 -氨基苯基對(duì)苯二酚(APHQ)的合成與表征
        3.1.2 含氮類(lèi)聚醚醚酮的合成與表征
        3.1.3 側(cè)鏈磺化含氮類(lèi)聚醚醚酮的合成與表征
        3.1.4 SNPEEK-x聚合物膜樣品的制備及質(zhì)子化處理
    3.2 側(cè)鏈磺化含氮類(lèi)聚醚醚酮質(zhì)子交換膜性能研究
        3.2.1 SNPEEK-x膜熱性能及機(jī)械性能研究
        3.2.2 SNPEEK-x聚合物膜的微觀結(jié)構(gòu)
        3.2.3 SNPEEK-x聚合物膜離子交換容量、吸水率及溶脹率
        3.2.4 SNPEEK-x聚合物膜的質(zhì)子傳導(dǎo)率
        3.2.5 SNPEEK-x聚合物膜的甲醇滲透率及選擇性
        3.2.6 SNPEEK-x聚合物膜的抗氧化穩(wěn)定性
    3.3 本章小結(jié)
第四章 離子交聯(lián)質(zhì)子交換膜的制備與性能研究
    引言
    4.1 實(shí)驗(yàn)部分
        4.1.1 含氮類(lèi)側(cè)鏈磺化型聚醚醚酮質(zhì)子交換膜的制備
        4.1.2 離子交聯(lián)質(zhì)子交換膜(CSNPEEK-x)的制備
    4.2 交聯(lián)聚合物膜的性能
        4.2.1 交聯(lián)聚合物膜的溶解性及凝膠含量
        4.2.2 交聯(lián)聚合物膜的熱性能
        4.2.3 交聯(lián)聚合物膜的機(jī)械性能
        4.2.4 交聯(lián)聚合物膜的吸水率和溶脹率
        4.2.5 交聯(lián)聚合物膜的質(zhì)子傳導(dǎo)率與活化能
        4.2.6 交聯(lián)聚合物膜的甲醇滲透率及選擇性
        4.2.7 交聯(lián)聚合物膜抗氧化穩(wěn)定性
    4.3 結(jié)論
第五章 基于側(cè)鏈磺化含氮類(lèi)聚醚醚酮濕敏響應(yīng)材料的性能研究
    引言
    5.1 側(cè)鏈磺化含氮類(lèi)聚醚醚酮濕度響應(yīng)材料的制備及表征
        5.1.1 SNPEEK-x濕敏材料的制備
        5.1.2 SNPEEK-x濕敏材料的微觀結(jié)構(gòu)表征
        5.1.3 SNPEEK-x濕敏材料的吸水率測(cè)試
    5.2 濕敏元件的制備及濕敏特性測(cè)試
        5.2.1 側(cè)鏈磺化型聚醚醚酮(SNPEEK-x)濕敏元件的制備
        5.2.2 SNPEEK-x聚合物的濕敏特性測(cè)試
        5.2.3 SNPEEK-x聚合物濕敏材料的阻抗譜圖分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3613206