溶劑對溶液澆注法制備的SPEEK膜結(jié)構(gòu)與性能的影響.pdf

1、磺酸化聚醚醚酮(SPEEK)由于成本低、環(huán)境污染小，具有良好的熱穩(wěn)定性、較好的機(jī)械性能、相對高的質(zhì)子電導(dǎo)率已受到普遍重視，是目前研究得最為廣泛深入的芳香烴類聚合物質(zhì)子交換膜之一。
　　 目前提高SPEEK膜質(zhì)子電導(dǎo)率的方法無一例外是引入其他材料，以共混、化學(xué)反應(yīng)等手段對純SPEEK膜進(jìn)行改性。與純SPEEK膜的制備相比，這些方法需要更多種類的原材料，經(jīng)歷更復(fù)雜的成膜過程，要求更苛刻的成膜條件，伴隨著更多的環(huán)境污染問題，而且改性效

2、果并不理想。
　　 本研究從目前質(zhì)子交換膜的主要制備手段——溶液澆注法入手，以溶劑為主要研究對象，對SPEEK成膜的結(jié)構(gòu)與性能做了細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶骄俊７謩e研究了PEEK的磺酸化動力學(xué)、成膜溶劑種類、干燥溫度、溶劑殘留率、成膜濕度對SPEEK質(zhì)子交換膜結(jié)構(gòu)與性能的影響，并借助表征手段從微觀角度對此做出了解釋。
　　 本研究的主要結(jié)論如下:
　　 1.顆粒狀PEEK的磺酸化反應(yīng)是一個(gè)3級反應(yīng)，其反應(yīng)常數(shù)為0.0213L

3、2mol-2(25℃);而粉末狀PEEK的反應(yīng)是一個(gè)二級反應(yīng)。
　　 2.成膜溶劑種類對SPEEK膜的性能有很大影響。其中NMP制備的SPEEK膜的質(zhì)子電導(dǎo)率最高，這和溶劑的極性以及與聚合物之間形成的氫鍵有很大關(guān)系。
　　 3.干燥溫度對SPEEK膜的性能有很大影響。干燥溫度越高，電導(dǎo)率、吸水率、甲醇滲透率越低。以DMSO為溶劑制備的SPEEK膜在160℃干燥，相鄰磺酸根會發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，降低SPEEK的質(zhì)子電導(dǎo)率。