異相陽離子交換膜的改進(jìn)制備及性能研究.pdf

1、本文首先以氫化聚苯乙烯-乙烯丁烯無規(guī)共聚物-聚苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS)為起始原料，以乙酰硫酸作為磺化劑，制備磺酸型兩親性離子交換聚合物S-SEBS，研究SEBS的磺化過程。然后通過在離子交換樹脂粉和粘結(jié)聚合物骨架之間增加不同比例和不同離子交換容量(IEC)的S-SEBS，制備了3種異相陽離子交換膜，比較了S-SEBS對(duì)異相陽離子交換膜性能（離子交換容量、含水率、面電阻、遷移數(shù)、濃差鹽擴(kuò)散系數(shù)、濃差水滲透系數(shù)、膜壓水?dāng)U散系數(shù)及爆破強(qiáng)

2、度等）的影響;還探索了熱水處理對(duì)異相陽離子交換膜性能的影響。
　　 紅外譜圖顯示，聚苯乙烯含量為42％的SEBS（簡(jiǎn)稱42％-SEBS）與聚苯乙烯含量為67％的SEBS(簡(jiǎn)稱67％-SEBS)的磺化產(chǎn)物均在波長(zhǎng)為1040 cm-1、1100cm-1、1230 cm-1和1310 cm-1處出現(xiàn)吸收峰，并隨著離子交換容量的增加，吸收峰明顯尖化。對(duì)于42％-SEBS，其磺化反應(yīng)的最佳反應(yīng)溫度為40℃，而對(duì)于67％-SEBS則為50℃

3、。磺化反應(yīng)隨時(shí)間的變化規(guī)律表明，在前5h內(nèi)，SEBS的磺化速率持續(xù)增大，之后達(dá)到平衡。
　　 膜性能測(cè)試表明，在異相陽離子交換膜中加入S-SEBS，其膜面電阻降低，當(dāng)S-SEBS的含量為20％，膜面電阻最高降低達(dá)2Ω·cm2。隨著S-SEBS的含量與離子交換容量的增加，膜的含水率增加、濃差鹽擴(kuò)散系數(shù)與濃差水滲透系數(shù)升高，遷移數(shù)與膜壓水?dāng)U散系數(shù)下降，但爆破強(qiáng)度保持不變。異相陽離子交換膜經(jīng)過熱水處理后，S-SEBS改性的離子膜脫粉程