新型磺化聚芳醚酮的合成與性能研究.pdf

1、質(zhì)子交換膜是質(zhì)子交換膜燃料電池的“心臟”。目前的商售產(chǎn)品還只有Nafion系列全氟磺酸膜,但其價(jià)格奇高,在高溫條件下質(zhì)子傳導(dǎo)率低,阻醇性能差導(dǎo)致電池效率降低。因此尋找能夠替代Nafion等全氟磺酸膜的替代材料成為近年來質(zhì)子交換膜研究的熱點(diǎn)。
　　 聚芳醚酮是一類性能優(yōu)良的工程塑料,具有耐熱等級(jí)高、力學(xué)性能好、尺寸穩(wěn)定性好、水解穩(wěn)定性好,電性能優(yōu)異等特點(diǎn)。
　　 聚芳醚酮可以通過磺化反應(yīng)在其分子鏈中的苯環(huán)上引入磺酸基團(tuán),制

2、備磺化聚芳醚酮膜,它不僅有較高的質(zhì)子傳導(dǎo)率,還能保持良好的熱穩(wěn)定性和力學(xué)強(qiáng)度。
　　 本文通過聚合物直接磺化法和磺化單體聚合法合成了新型磺化聚芳醚酮。通過紅外光譜、核磁共振、TG以及DSC等手段,對(duì)其結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)性能進(jìn)行了表征。并測定了磺化聚芳醚酮膜的力學(xué)性能與離子交換容量。結(jié)果表明該磺化聚芳醚酮膜具有一定的力學(xué)性能和較高的離子交換容量。
　　 在聚合物直接磺化法中,利用雙(4-(對(duì)氟苯甲?；?苯基)苯基氧化膦(FPPP

3、O)與對(duì)苯二酚聚合制得對(duì)苯二酚型含磷聚芳醚酮,然后利用濃硫酸直接磺化。通過改變反應(yīng)時(shí)間得到一系列的磺化產(chǎn)物。本文對(duì)FPPPO的合成工藝進(jìn)行了改進(jìn),使得中間單體BCPPO的產(chǎn)率大為提高。研究了磺化劑的選擇、磺化反應(yīng)的溫度、時(shí)間、溶劑濃度等因素對(duì)磺化度的影響。
　　 在磺化單體聚合法中,合成了磺化二氟二苯甲酮和磺化對(duì)苯二酚兩種磺化單體。然后利用磺化二氟二苯甲酮、二氟二苯甲酮與雙酚A進(jìn)行三元共聚,通過調(diào)整磺化二氟二苯甲酮和二氟二苯甲酮