制備了一類(lèi)側(cè)鏈型含氟磺化聚醚砜(s SPFES)與磺化聚酰亞胺(SPI)共混質(zhì)子交換膜(s SPFES/SPI),研究了其吸水率、尺寸變化、質(zhì)子電導(dǎo)率及穩(wěn)定性等性能.結(jié)果表明,2種磺化聚合物以三乙胺鹽型溶液共混及鑄膜時(shí)相容性良好,制備的s SPFES/SPI共混質(zhì)子交換膜結(jié)構(gòu)均一,透明結(jié)實(shí),離子交換容量為1.76~1.88 mmol/g.s SPFES/SPI共混質(zhì)子交換膜表現(xiàn)出橫向低于縱向的各向異性尺寸變化特性,在60℃水中橫向尺寸變化率低于10%,經(jīng)140℃加壓水處理24 h后仍能保持較好的機(jī)械強(qiáng)度,質(zhì)量損失低于6.1%.當(dāng)溫度高于50℃時(shí),完全水合狀態(tài)下的s SPFES/SPI共混質(zhì)子交換膜的質(zhì)子電導(dǎo)率均達(dá)到0.1 S/cm. 

【文章來(lái)源】：高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2016年04期 第793-800頁(yè) 北大核心

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【部分圖文】：

給出PFES及sSPFES的13CNMＲ譜圖．從圖1譜線(xiàn)a可以清楚地看到，分別歸屬于聯(lián)苯砜及全氟聯(lián)苯單元苯環(huán)的C原子的化學(xué)位移峰，其中與F原子相連的兩組C原子的化學(xué)位移峰發(fā)生了裂

學(xué)結(jié)構(gòu)．在間甲酚中合成SPI，制得的SPI聚合物僅能以磺酸三乙胺鹽形式溶解于間甲酚中．sSPFES采用兩步法合成，首先以SDP和DFBP合成非磺化聚醚砜主鏈，然后利用DFBP單元的活潑F原子與二磺酸萘酚單體的親核取代反應(yīng)制得含氟側(cè)鏈磺化型聚醚砜聚合物．由于F原子活性很高，為避免高溫聚合過(guò)程中發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，DFBP的摩爾分?jǐn)?shù)過(guò)量1%．SPI，sSPFES60及sSPFES70的還原黏度分別為4.4，1.69及1.58dL/g，表明這些聚合物均具有較高的分子量，有利于制備出強(qiáng)度較高的薄膜材料．Scheme1SynthesisroutesofsSPFESandstructureofSPIcopolymers圖1給出PFES及sSPFES的13CNMＲ譜圖．從圖1譜線(xiàn)a可以清楚地看到，分別歸屬于聯(lián)苯砜及全氟聯(lián)苯單元苯環(huán)的C原子的化學(xué)位移峰，其中與F原子相連的兩組C原子的化學(xué)位移峰發(fā)生了裂分，分別為δ145.44，143.43，142.13及140.11，裂分峰之間δ2.0.在PFES與二磺酸萘酚發(fā)生親核取代反應(yīng)后，在圖1譜線(xiàn)b中可以清楚地看到分別歸屬于主鏈苯環(huán)(C1-C14，C5'-C8')及側(cè)鏈萘環(huán)(C15-C24)的C原子的化學(xué)位移峰，如δ155.25，125.68及124.16分別代表側(cè)鏈萘環(huán)的C15，C21-22及C19的化學(xué)位移峰，表明磺化萘醚基團(tuán)已經(jīng)成功接枝于聚醚砜主鏈．在sSPFES70聚合物的1HNMＲ譜圖(圖S1，見(jiàn)本文支持信息)中也可以觀察到歸屬于磺化萘醚基團(tuán)上的質(zhì)子位移峰，但峰面積積分計(jì)算結(jié)果表明，實(shí)際參與接枝反應(yīng)的NDS-K與PFES的摩爾比為1∶0.57，接枝率為82%．SPI溶解性較差，僅能以磺酸三乙胺鹽形式溶于間甲酚中，為提高其與sSPFES聚合物的相容性，將合成的磺酸鉀鹽型sSPFES聚合物轉(zhuǎn)換為磺酸三乙胺鹽型后，將兩者共溶于間甲酚中澆鑄成膜．No．4陶應(yīng)勇等:側(cè)鏈型含氟磺化聚醚砜/磺化聚酰亞胺共混質(zhì)子交換膜的制備及性能795

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]側(cè)鏈結(jié)構(gòu)對(duì)磺化聚芳醚性能及微觀形貌的影響[J]. 張振鵬,王巖,張靜靜,張曉菲,龐金輝,姜振華.  高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2014(06)
[3]基于磺化聚芳醚砜的共混質(zhì)子交換膜制備及性能[J]. 陶應(yīng)勇,高智琳,畢慧平,胡朝霞,陳守文,王連軍.  南京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(06)
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[5]引入離子基團(tuán)改善聚苯乙烯與熱致液晶聚合物的相容性 Ⅱ用FTIR研究分子間特殊相互作用[J]. 劉杰,何嘉松,陳士娟.  高分子學(xué)報(bào). 1998(03)



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