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1、上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文第I頁磺化聚芳醚酮及共混磺化聚芳醚氧膦質(zhì)子交換膜的制備與表征摘要芳香聚合物質(zhì)子交換膜是質(zhì)子交換膜目前的研究重點(diǎn)。它具有傳統(tǒng)全氟磺酸膜無法達(dá)到的性能，是潛在可替換昂貴的Nafion膜的理想材料。通過直接縮聚法合成了含萘磺化聚芳醚酮（酮）（sPEK/sPEKK）系列聚合物。對膜的離子交換容量（IEC）、吸水率、溶脹率、質(zhì)子電導(dǎo)率以及耐氧化穩(wěn)定性分別進(jìn)行了測試表征。結(jié)果表明，磺化度較高的膜性能較好。但由于分子結(jié)構(gòu)的不同，IEC相近的sPEK綜合性能比sPEKK好。例如：sPEK-50在80oC下的吸水率為46.7%，溶脹率為2
2、1.3%，質(zhì)子電導(dǎo)率0.048S/cm。此外，sPEK-50膜在Fenton試劑中浸泡1h后沒有質(zhì)量損耗，耐氧化穩(wěn)定性優(yōu)于同類型芳香族聚芳醚酮膜，表現(xiàn)了較好的綜合性能。將疏水性的含氟樹脂——聚偏氟乙烯PVDF加入磺化聚芳醚氧膦聚合物中制備了一系列新型聚芳醚氧膦/聚偏氟乙烯復(fù)合質(zhì)子交換膜。以NMR、FTIR、DSC和XRD等對復(fù)合聚合物進(jìn)行了表征。微觀結(jié)構(gòu)通過AFM進(jìn)行分析，適量疏水性PVDF使膜具有更好的親水疏水微觀相分離結(jié)構(gòu)，改善了膜的宏觀性能。對復(fù)合膜的吸水率、溶脹率、耐氧化性、質(zhì)子電導(dǎo)率、甲醇滲透率等進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，含PVDF（5.0%
3、）的sPEPOF/PVDF5.0復(fù)合膜表現(xiàn)了較好的性能。80°C下，sPEPOF/PVDF5.0的質(zhì)子電導(dǎo)率為0.135Scm?1，高于相同條件下原sPEPOF膜的電導(dǎo)率0.124Scm?1和Nafion117膜的電導(dǎo)率0.114Scm?1。此外，sPEPOF/PVDF5.0膜在尺寸穩(wěn)定性、耐氧化穩(wěn)定性、甲醇滲透率等性能均得到提升。sPEPOF/PVDF5.0是一種綜合性能優(yōu)異的復(fù)合質(zhì)子交換膜。利用物理共混制備了一系列新型聚芳醚氧膦/聚二氮雜萘酮醚氧膦（sPEPOF/tsPPEPOx）復(fù)合質(zhì)子交換膜，引入了分子間氫鍵作用。并對其性能進(jìn)行研究。結(jié)果表
4、明，sPEPOF/tsPPEPO7具有相對較好的性能，80°C下的電導(dǎo)率為0.171Scm?1，溶脹率控制在了11%以內(nèi)，此外，膜在耐氧化穩(wěn)定性和甲醇滲透率等方面的性能都有提升。關(guān)鍵詞：萘；二氮雜萘酮；PVDF；質(zhì)子交換膜；電導(dǎo)率第II頁上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文SynthesisandPropertiesofSulfonatedPoly(aryleneetherketone)andBlendSulfonatedPoly(aryleneetherphosphineoxide)sforPolymerElectrolyteFuelCellAbstra
5、ctRecently,thearomaticpolymerprotonexchangemembranehasbecometheresearchprioritiesofprotonexchangemembrane.Ithastheperformancethatthetraditionalperfluorosulfonatedmembranecan’tachieve,whichistheidealmaterialforthepotentialreplacementoftheexpensiveNafionmembrane.Seriesofsulfonat
6、edpoly(aryleneetherketone)(sPEK)andsulfonatedpoly(aryleneetherketoneketone)(sPEKK)weresynthesizedviadirectpolycondensation.Theirpropertiesasprotonexchangemembranesincludingionexchangecapacity,wateruptake,swelling,protonconductivityandoxidativestabilitywereevaluated.Itdemonstra
7、tedthattwoseriesofmembraneswithhighsulfonationdegreedisplayedgoodproperties.AndsPEKmembranesexhibitedbetteroverallpropertiesthansPEKKwithsimilarIEC.Forexample,sPEK-50showedaswellingof21.3%andprotonconductivityof0.048S/cmat80oC.Moreover,italsodisplayedexcellentoxidativestabilit
8、ycomparedtomanyotheraromaticpoly(aryleneetherketone)membranes
