复合型季铵化聚醚砜碱性聚合物电解质膜的制备及性能

摘要：

利用4,4'-二氟二苯砜(DFDPS)、9,9'-双(4-羟苯基)芴(BHPF)、2,2'-二(4-羟基苯基)丙烷(双酚A)及4,4'-(六氟异丙叉)双酚(双酚AF)为原料,制备了2类具有不同主链刚性的聚醚砜材料.以聚醚砜及其氯甲基化产物按一定质量比采用溶液浇铸法,制备了2类新型共混阴离子交换膜,并避免了成膜过程中的相分离现象.在高分子主链上通过引入双酚芴(BQPAES系列)及双酚A(BQPES系列)结构调整主链的刚性,探讨了主链刚性对性能的影响;表征了共混膜的离子交换容量(IEC)、吸水及溶胀特性与离子电导率,并考察了它们的耐水解和耐碱稳定性.结果表明:2种聚合物相容性良好,共混膜质地均一,柔韧透明,吸水率和溶胀率适中,均随着温度的升高逐渐增加、随着聚醚砜含量增加逐渐减小;在90℃时,离子电导率最高达到89 mS/cm.经过沸水处理24 h后,均保持高机械强度,失重率低于5％;经2 mol/L的NaOH溶液30℃处理168 ～ 240 h后离子电导率仍可保持65％～80％.由于含双酚芴结构的高分子主链具有更高的刚性,在类似IEC条件下,BQPAES膜显示了比BQPES膜更好的尺寸稳定性和化学稳定性,同时维持了较高的电导率水平.由此表明,复合处理及适度提高高分子主链的刚性,有利于提高膜的性能.

关键词：燃料电池、阴离子交换膜、季铵化聚醚砜、复合材料、水解

分类号：O6 ;O64

资助基金：国家自然科学基金基金号21276128;江苏省自然科学基金基金号BK20141398;中央高校基本科研业务费专项项目号30920130121014

在线出版日期：2017-07-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：974-981