光敏聚芳醚砜高溫質(zhì)子交換膜的制備與性能的研究.pdf

1、本文以氯甲基甲醚為氯甲基化試劑,ZnCl2為催化劑,合成了氯甲基化率分別為140％和160%的氯甲基化聚芳醚砜(CMPSF),再分別與的丙烯酸(AA)和單羥基查爾酮(HC)反應(yīng),制得了到在側(cè)鏈上含有部分丙烯酸結(jié)構(gòu)和查爾酮結(jié)構(gòu)的光敏性氯甲基聚芳醚砜CMPSF-HC和CMPSF-AA,并用1H-NMR、FT-IR等進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。CMPSF-HC和CMPSF-AA均具有良好的光敏性,在UV照射下,分子之間進(jìn)行光交聯(lián)反應(yīng),當(dāng)UV照射15min時(shí)

2、,CMPSF-HC的最大光交聯(lián)度可達(dá)68%。
　　采用CMPSF-HC為原料以三甲胺對其進(jìn)行銨化,制得了側(cè)鏈上含有查爾酮結(jié)構(gòu)和銨鹽結(jié)構(gòu)的QNPSF-HC膜,在40℃下,三甲胺量為氯甲基的5倍,反應(yīng)8h,在未干溶脹狀態(tài)下光照交聯(lián)時(shí),制得的交聯(lián)銨化膜的性能最好,其銨化程度可達(dá)到90%。
　　選用在側(cè)鏈上分別含有45%查爾酮結(jié)構(gòu)和95%以及115%銨鹽結(jié)構(gòu)的交聯(lián)前后的兩種系列光敏性聚芳醚砜QNPSF140-HC45和QNPSF16

3、0-HC45進(jìn)行磷酸化,分別得到磷酸化的PAPSF140-HC45和PAPSF160-HC45膜,并用XPS、FT-IR、TGA進(jìn)行表征。交聯(lián)前和交聯(lián)之后的PAPSF140-HC45和PAPSF160-HC45膜的磷酸摻雜水平均隨著磷酸濃度的增加和反應(yīng)時(shí)間的延長逐漸增加,最終達(dá)到飽和,其最大磷酸摻雜水平分別為12.5和17.5以及18.3和23。
　　未交聯(lián)的PAPSF140-HC45和PAPSF160-HC45膜在THF、NMP

4、、DMSO、DMAc、DMF及氯仿中發(fā)生溶脹,而交聯(lián)后在任何溶劑中幾乎都不溶脹;未交聯(lián)的PAPSF140-HC45和PAPSF160-HC45膜的初始分解溫度均為216℃,而交聯(lián)后分別為224℃和220℃;交聯(lián)前的PAPSF140-HC45和PAPSF160-HC45拉伸強(qiáng)度分別為31.1MPa和27.4MPa,而交聯(lián)后其拉伸強(qiáng)度分別增加到55.6MPa和50.4MPa;交聯(lián)前后的PAPSF140-HC45和PAPSF160-HC45的