基于一锅法的磺化聚砜质子交换膜的性能

发布时间：2021-01-07 14:15

　　以双酚A型聚砜（PSF）为基质材料,通过傅-克烷基化反应在PSF主链引入—NCO活性基团,制备乙基异氰酸化聚砜（PS-SA）。在制备PS-SA的基础上,采用两步一锅法,PS-SA与2-萘酚-6,8-二磺酸钾通过亲核取代反应,制备一种侧链含有萘环的萘磺酸型磺化聚砜PS-NS,充分表征聚合物的化学结构,以溶液浇注的方法制备质子交换膜,研究了温度对PS-NS膜的吸水率（WU,Water Uptaking）、吸水溶胀性（Swelling Ratio）、质子传导率（Proton Conductivity）等基本性能的影响。结果表明,PS-NS膜由于亲水基团距离较远,能够很容易形成相分离结构,所制备的质子交换膜高WU下尺寸稳定性仍然很高,其中PS-NS-4膜（磺酸基团键合量为1.42 mmol/g）在25和85℃的WU高达27.2%和40.3%,但是相应的吸水溶胀性仅为25.2%和57.2%,与相同条件下Nafion115膜的性能十分接近。 

【文章来源】：应用化学. 2020,37(06)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

PS-SA和PS-NS聚合物的合成

图2为PSF和PS-NS的FT-IR谱图。 在PSF的FT-IR谱图中,—SO2—基团的化学位移在1080、1325和1295 cm-1处,1245和1015 cm-1处特征吸收峰属于芳香醚;在1585和1490 cm-1 处的特征吸收峰属于苯环。 在PSF-NS的FT-IR谱图中,与PS的图谱相比,多出现了4个明显的特征吸收峰,3303 cm-1处的吸收峰属于N—H键的特征吸收峰,苯环三元取代的特征吸收峰出现在880 cm-1处,磺酸基团的特征吸收峰出现在1032和1505 cm-1处。 可见,PS-NS被成功制备。图3 PSF(A)和PSF-NS(B)的1H NMR谱图

PSF(A)和PSF-NS(B)的1H NMR谱图

【参考文献】：
期刊论文
[1]用于燃料电池的磺化聚砜质子交换膜的性能研究[J]. 乔宗文.  现代化工. 2020(04)
[2]燃料电池用侧链型磺化聚砜质子交换膜的性能[J]. 乔宗文,陈涛.  应用化学. 2019(08)
[3]磺酸基在侧链萘环上的磺化聚芳醚质子交换膜的制备与性能研究[J]. 陶丹,向雄志,王雷.  高分子学报. 2014(03)
[4]磺化聚芳醚酮砜/聚芳醚砜噁二唑复合型质子交换膜的制备与性能[J]. 马丽,程海龙,徐晶美,王哲.  高等学校化学学报. 2014(03)
[5]含氟磺化双三蝶烯型聚芳醚砜质子交换膜的制备及性能[J]. 宫飞祥,齐永红,薛群翔.  高等学校化学学报. 2014(02)
[6]SPEEK/P4VP酸碱复合质子交换膜的制备与性能[J]. 荣倩,顾爽,贺高红,吴雪梅,胡正文,焉晓明.  高分子材料科学与工程. 2009(08)



本文编号：2962708