磺化嵌段聚醚砜質(zhì)子交換膜的制備及改性.pdf

1、質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)由于其產(chǎn)電效率高與環(huán)境友好等特點(diǎn)，成為當(dāng)前新能源方面研究的熱點(diǎn)。其中質(zhì)子交換膜作為燃料電池中的核心部件之一，直接影響到燃料電池的運(yùn)行性能。
　　本論文通過后磺化制備并表征了幾類基于磺化聚芳醚砜(SPAES)共混、交聯(lián)改性的質(zhì)子交換膜材料，之后通過共混、交聯(lián)等一系列改性方式來提高聚合物膜的性能，并詳細(xì)表征了吸水率、離子交換容量、尺寸變化、水解穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和質(zhì)子電導(dǎo)率等性能。
　　以9，9'-

2、雙（4-羥苯基）芴(BHPF)與4，4'-二氟二苯砜(DFDPS)合成具有羥端基的低聚物，之后用十氟聯(lián)苯(DFBP)對(duì)其兩端封端，在發(fā)煙硫酸中對(duì)其進(jìn)行磺化得到親水低聚體，以4，4'-聯(lián)苯二酚(BP)與4，4'-二氟二苯砜(DFDPS)合成具有羥端基的疏水低聚物，然后通過兩種低聚物的縮聚反應(yīng)，制備了一系列有著剛性親水段和柔性疏水段的磺化嵌段聚芳醚砜（bSPAES-SF）。制得的bSPAES-SF膜(1.12-2.09 mmol/g)表現(xiàn)出

3、較高的電導(dǎo)率、良好的水解和平面方向尺寸穩(wěn)定性，其中bSPAES-SF(5/10)-60膜（2.09 mmol/g）在水中30℃下電導(dǎo)率達(dá)到182 mS/cm，且平面與厚度上的尺寸變化分別為12.4％與16.6％。
　　以上述合成出的bSPAES-SF和SPI(NTDA-BAPBDS/BAPB型)為原料，采用不同質(zhì)量配比，合成出一系列新型的復(fù)合質(zhì)子交換膜（bSPAES-SF/SPI）。結(jié)果表明兩種聚合物具有很好的相容性，得到的共混膜

4、表面均一、透明。相比bSPAES-SF膜，共混膜的機(jī)械性能有了很大的提升，同時(shí)在吸水率和尺寸變化上也有所下降。30℃下復(fù)合膜的電導(dǎo)率范圍在136-191 mS/cm，都高于相應(yīng)的SPI膜，且具有良好的水解穩(wěn)定性，失重率不超過7.1％。
　　以十氟聯(lián)苯(DFBP)與4，4-（六氟異丙叉）雙酚(HFBPA)合成出主鏈聚合物，以3，3'-二磺化-4，4'-二氟二苯砜(SDFDPS)與4，4'-聯(lián)苯二酚(BP)合成出羥基終端親水低聚體，然