磺化聚苯乙烯/侧链交联型磺化聚芳醚酮砜复合质子交换膜的制备与性能

1

作者 程海龙 韩康辉 +3 位作者 李奥 陶璐静 易飞扬 孙娇娇 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期129-139,共11页

如何平衡质子交换膜(PEM)的吸水性与尺寸稳定性及质子传导与甲醇渗透之间的关系一直是PEM材料的研究热点.本文通过直接缩聚法合成了含有丙烯基的聚芳醚酮砜共聚物(PAEKS),利用自由基接枝反应将磺化聚苯乙烯(SPS)和苯乙烯磺酸钠通过丙烯... 如何平衡质子交换膜(PEM)的吸水性与尺寸稳定性及质子传导与甲醇渗透之间的关系一直是PEM材料的研究热点.本文通过直接缩聚法合成了含有丙烯基的聚芳醚酮砜共聚物(PAEKS),利用自由基接枝反应将磺化聚苯乙烯(SPS)和苯乙烯磺酸钠通过丙烯基引入到PAEKS中,制备了一系列磺化聚苯乙烯/侧链交联型磺化聚芳醚酮砜交联复合膜cr-SPAEKS-x(其中x代表复合膜中磺酸基团的含量),利用核磁共振波谱及红外光谱对其进行了表征.由扫描电子显微镜照片可见,SPS和苯乙烯磺酸钠在交联复合膜中分布非常均匀,没有发生任何分相现象.交联网络结构的形成提高了膜的热稳定性、氧化稳定性及力学性能.同时其独特的亲/疏水相分离结构和交联网络结构也有效提高了交联复合膜的尺寸稳定性和阻醇性能,80℃时磺酸基团含量最高的cr-SPAEKS-120%膜在高达63.5%的吸水率下溶胀率仅为20.1%,甲醇渗透系数最高为3.47×10^(-7) cm^(2)/s,远低于Nafion117的23.80×10^(-7) cm^(2)/s.独特的链结构形成的亲/疏水相分离结构使得该系列膜具有较好的质子传导性能,cr-SPAEKS-120%膜在20和80℃下的质子传导率分别达到0.043和0.113 S/cm,可见该系列交联复合膜在直接甲醇燃料电池中具有良好的应用前景. 展开更多

关键词 磺化聚苯乙烯 侧链交联型磺化聚芳醚酮砜 尺寸稳定性 阻醇性能 交联复合质子交换膜

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高分子添加剂PVPK30对酚酞基聚芳醚砜超滤膜成膜性能的影响 被引量：3

2

作者 李磊 孙伟娜 陈翠仙 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期59-62,共4页

采用凝胶相转化法,以新型耐高温工程塑料——含酚酞侧基的聚芳醚砜(PES-C)为膜材料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂,通过改变铸膜液中添加剂聚乙烯吡咯烷酮(PVPK30)的含量,在平板刮膜机上制备了一系列超滤膜。考察了添加剂PVPK30含量对... 采用凝胶相转化法,以新型耐高温工程塑料——含酚酞侧基的聚芳醚砜(PES-C)为膜材料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂,通过改变铸膜液中添加剂聚乙烯吡咯烷酮(PVPK30)的含量,在平板刮膜机上制备了一系列超滤膜。考察了添加剂PVPK30含量对铸膜液黏度、凝胶速度、膜性能和结构的影响,对PES-C/DMAC铸膜液体系中添加剂PVPK30的作用规律进行了研究。 展开更多

关键词 酚酞基聚芳醚砜 PVPK30 相转化法 超滤膜

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草酸对酚酞基聚芳醚砜超滤膜性能和结构的影响 被引量：2

3

作者 李昕 陈翠仙 +1 位作者 李继定 赵欣 《功能高分子学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期546-550,共5页

以新型耐高温工程塑料—含酚酞侧基的聚芳醚砜(PES-C)为膜材料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,通过改变铸膜液中添加剂草酸的含量,采用相转化法在平板刮膜机上制备了一系列超滤膜,考察了添加剂草酸含量对铸膜液粘度、凝胶速度、膜性能... 以新型耐高温工程塑料—含酚酞侧基的聚芳醚砜(PES-C)为膜材料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,通过改变铸膜液中添加剂草酸的含量,采用相转化法在平板刮膜机上制备了一系列超滤膜,考察了添加剂草酸含量对铸膜液粘度、凝胶速度、膜性能和结构的影响,研究了PES-C/DMAC体系中添加剂草酸作用的规律。 展开更多

关键词 酚酞基聚芳醚砜 超滤膜 草酸

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含环氧侧基酚酞聚芳醚酮共聚物的合成与表征 被引量：1

4

作者 关兴华 王志鹏 +2 位作者 崔善子 王红华 周光远 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1-4,共4页

酚酞(PPH)、3,3′-双(4-羟基苯基)苯并吡咯酮(HPP)和4,4′-二氟二苯酮经亲核缩聚得到聚芳醚酮(PEK-C-H),再经与环氧氯丙烷(ECH)的亲核取代反应合成了一种含有环氧侧基的酚酞聚芳醚酮共聚物(PEK-C-HE)。通过改变反应单体ECH的量,调控聚... 酚酞(PPH)、3,3′-双(4-羟基苯基)苯并吡咯酮(HPP)和4,4′-二氟二苯酮经亲核缩聚得到聚芳醚酮(PEK-C-H),再经与环氧氯丙烷(ECH)的亲核取代反应合成了一种含有环氧侧基的酚酞聚芳醚酮共聚物(PEK-C-HE)。通过改变反应单体ECH的量,调控聚合物的环氧侧基含量。采用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)和差示扫描量热(DSC)等手段对聚合物进行结构表征与性能测试。以PEK-C-HE在极性非质子溶剂中具有良好的溶解性及成膜性制备了溶液涂层,并考察了涂膜经自固化交联后的性能。结果表明,PEK-C-HE涂层具有优异的综合性能,可在(300±20)℃连续30h不脱落,表面电阻均为1.05×1016Ω,冲击强度均大于100 kg.cm。PEK-C-HE有望应用于高性能涂料的制备。 展开更多

关键词 酚酞聚芳醚酮共聚物 功能化制备 环氧侧基 可控 自固化 高性能涂料

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含环氧侧基酚酞聚芳醚酮的合成及其自固化 被引量：1

5

作者 王红华 关兴华 +2 位作者 王志鹏 周光远 李存峰 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第8期974-976,共3页

由3,3'-双(4-羟基苯基)苯并吡咯酮(HPP)和4,4'-二氟二苯酮经亲核缩聚合成聚芳醚酮(PEK-H),再经与环氧氯丙烷(ECH)的亲核取代反应,制得了一种含量可控的环氧侧基酚酞聚芳醚酮(PEK-HE)。改变ECH的投料量,可调控环氧侧基在聚合物... 由3,3'-双(4-羟基苯基)苯并吡咯酮(HPP)和4,4'-二氟二苯酮经亲核缩聚合成聚芳醚酮(PEK-H),再经与环氧氯丙烷(ECH)的亲核取代反应,制得了一种含量可控的环氧侧基酚酞聚芳醚酮(PEK-HE)。改变ECH的投料量,可调控环氧侧基在聚合物中的含量。采用FTIR、1H NMR和TGA等技术对聚合物进行了结构表征与性能测试,并考察了经自固化后聚合物涂膜的性能。涂膜热稳定性较固化前明显提高,5%热失重温度均在450℃以上。涂膜具有优异的热性能和机械性能:耐温(350±20)℃;冲击强度高于100 kg·cm。 展开更多

关键词 酚酞聚芳醚酮 功能化制备 环氧侧基 可控 自固化 高性能涂料

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用于质子交换膜材料的侧链型磺化聚芳醚酮砜的光谱分析

6

作者 程海龙 徐晶美 +5 位作者 马丽 刘伯军 任春丽 白洪伟 王哲 张会轩 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2675-2678,共4页

采用直接缩聚的方法,通过调整氨基单体用量,合成出了系列带有不同氨基含量的聚芳醚酮砜(Am-PAEKS)聚合物,在聚合物侧链上进行后磺化接枝制备出了系列不同磺化度的侧链型磺化聚芳醚酮砜(S-SPAEKS),并且通过调整磺酸基团含量来控制聚合物... 采用直接缩聚的方法,通过调整氨基单体用量,合成出了系列带有不同氨基含量的聚芳醚酮砜(Am-PAEKS)聚合物,在聚合物侧链上进行后磺化接枝制备出了系列不同磺化度的侧链型磺化聚芳醚酮砜(S-SPAEKS),并且通过调整磺酸基团含量来控制聚合物的磺化度。通过红外光谱(FTIR)和氢核磁谱(1 HNMR),对所合成的单体及其聚合物的结构进行了表征,S-SPAEKS红外光谱在1 239和1 060cm-1处出现了磺酸基团中O=S=O的特征吸收峰,氢核磁谱中1.64ppm处出现了处于烷基链中间位置的两个氢(—CH2—CH2—)化学位移,证明得到了S-SPAEKS聚合物。经热失重分析发现,聚合物中磺酸基团的脱落温度都高于240℃,聚合物主链降解温度都高于450℃。研究表明,该系列聚合物具有良好的热性能,可以用作质子交换膜材料。 展开更多

关键词 侧链型磺化聚芳醚酮砜 红外光谱 氢核磁谱 热重分析

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苯环侧基磺化聚芳醚砜质子交换膜的制备及性能研究

7

作者 李东升 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期217-223,共7页

以1,1-二(4-羟苯基)-1-苯基乙烷,对苯二酚和4,4’-二氯二苯砜为单体,通过亲核取代反应,制备出一系列带有苯环侧基的聚芳醚砜共聚物。以氯磺酸为磺化剂对聚合物进行磺化得到了磺酸基在苯环侧基上的磺化聚芳醚砜树脂。用红外光谱(FT-IR),... 以1,1-二(4-羟苯基)-1-苯基乙烷,对苯二酚和4,4’-二氯二苯砜为单体,通过亲核取代反应,制备出一系列带有苯环侧基的聚芳醚砜共聚物。以氯磺酸为磺化剂对聚合物进行磺化得到了磺酸基在苯环侧基上的磺化聚芳醚砜树脂。用红外光谱(FT-IR),核磁共振谱(1 H-NMR)表征了聚合物结构。通过观察透射电镜发现离子簇无规律地分散在膜中。性能测试结果表明,这些侧链磺化的质子交换膜具有优异的耐热性、机械性能,高的电导率及低的甲醇渗透率。 展开更多

关键词 磺化聚芳醚砜 质子交换膜 苯环侧基磺化

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磺化联苯侧基双二氮杂萘酮聚芳醚酮膜的制备

8

作者 张杰 刘乾 +1 位作者 张守海 蹇锡高 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1-7,共7页

以1′,4-二(1,1′-联苯基)-6,6′-双二氮杂萘-1,4′-二酮、4-(4-羟苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮和4,4′-二氟二苯酮进行共聚合,经磺化改性制备了新型磺化联苯侧基双二氮杂萘酮聚醚酮(SPDPEKs).通过核磁共振波谱、红外光谱对SPDPEKs的结构进... 以1′,4-二(1,1′-联苯基)-6,6′-双二氮杂萘-1,4′-二酮、4-(4-羟苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮和4,4′-二氟二苯酮进行共聚合,经磺化改性制备了新型磺化联苯侧基双二氮杂萘酮聚醚酮(SPDPEKs).通过核磁共振波谱、红外光谱对SPDPEKs的结构进行表征.采用溶液浇铸法制备了SPDPEKs质子交换膜,对其离子交换容量(IEC)、溶胀率、质子传导率以及耐氧化性进行了测试.结果表明:SPDPEK质子交换膜的IEC介于0.75~1.77 mmol/g之间,在80℃下的吸水率介于9.2%~30.2%之间,溶胀率低于10%;SPDPEKs膜在95℃的质子传导率介于53.3~146.2 mS/cm,在80℃芬顿试剂中的破裂时间在3.4~5.3 h之间,溶解时间则介于12~36 h.SPDPEKs膜表现出良好的尺寸稳定性、质子传导性和耐氧化稳定性. 展开更多

关键词 双二氮杂萘酮 联苯侧基 质子交换膜 磺化聚芳醚酮

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酚酞基聚芳醚酮增韧改性环氧树脂的结构与性能 被引量：12

9

作者 陈子豪 阮英波 杨杰 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期69-76,83,共9页

针对耐高温环氧树脂韧性低的问题,采用酚酞基聚芳醚酮(PEK-C)增韧改性耐高温环氧树脂。研究了PEK-C相对分子质量和含量对改性树脂的固化反应、增韧效果和耐热性能的影响。结果表明,PEK-C的加入对固化反应、耐热性能的影响较小,但会显著... 针对耐高温环氧树脂韧性低的问题,采用酚酞基聚芳醚酮(PEK-C)增韧改性耐高温环氧树脂。研究了PEK-C相对分子质量和含量对改性树脂的固化反应、增韧效果和耐热性能的影响。结果表明,PEK-C的加入对固化反应、耐热性能的影响较小,但会显著提升环氧树脂的韧性,且在一定范围内,PEK-C的相对分子质量和添加量越大,增韧效果越好。15%相对分子质量为8×104的PEK-C改性树脂具有最佳的力学性能,其拉伸强度和断裂伸长率分别达到了80 MPa和3.1%,较未改性树脂分别提高了68%和121%,冲击韧性高达23.3 kJ/m2,较未改性树脂提升了99%。采用透射电子显微镜表征了不同PEK-C含量改性树脂的微观相结构,结果表明,随PEK-C含量增加,依次观测到了从海岛相到双连续再到相反转的相结构转变。 展开更多

关键词 环氧树脂 酚酞侧基聚芳醚酮 相分离结构 增韧

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聚醚砜增韧双马来酰亚胺树脂研究 被引量：25

10

作者 王汝敏 郑水蓉 +2 位作者 陈立新 蓝立文 杨 利 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期145-150,共6页

选择韧性、耐热性不同的两种典型 BMI树脂──MBMI／DABPA和 MBMI／DA／EP作为研究对象，尝试用PES、PES-C与其共混，以进一步提高韧性。结果表明，液体DABPA和EP在加热下可溶解一定量的PES、PES-C树脂，在工艺上实现了用熔融共混法制... 选择韧性、耐热性不同的两种典型 BMI树脂──MBMI／DABPA和 MBMI／DA／EP作为研究对象，尝试用PES、PES-C与其共混，以进一步提高韧性。结果表明，液体DABPA和EP在加热下可溶解一定量的PES、PES-C树脂，在工艺上实现了用熔融共混法制备增韧BMI树脂。共混少量的PES，能大幅度提高 MBMI／DA/EP树脂的韧性，且不降低耐热性；而 PES与 MBMI／DABPA共混，树脂韧性提高，但耐热性有所下降，PES－C与 MBMI／DABPA共混则不降低耐热性。共混树脂随热塑性树脂分子链刚性、相容性、分子量及含量的不同呈现不同的相态结构，在PES-C增韧树脂中发现了热固性球粒聚集在热塑性基体中的相反转结构。 展开更多

关键词 双马来酰亚胺 聚醚砜 酚酞聚芳醚砜 共混增韧 相态结构 BMI树脂 韧性 树脂基复合材料

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悬浮改性耐高温环氧树脂基复合材料的性能与增韧机制 被引量：2

11

作者 陈子豪 阮英波 杨杰 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第S02期564-568,共5页

针对热塑性树脂改性环氧树脂体系黏度迅速增加的问题,本工作采用酚酞基聚芳醚酮(PEK⁃C)悬浮增韧改性耐高温环氧树脂,研究了PEK⁃C悬浮法和溶解法增韧对改性树脂体系的流变性能、增韧效果和耐热性能的影响。结果表明,PEK⁃C悬浮体系的稳定... 针对热塑性树脂改性环氧树脂体系黏度迅速增加的问题,本工作采用酚酞基聚芳醚酮(PEK⁃C)悬浮增韧改性耐高温环氧树脂,研究了PEK⁃C悬浮法和溶解法增韧对改性树脂体系的流变性能、增韧效果和耐热性能的影响。结果表明,PEK⁃C悬浮体系的稳定性能较好,规避了PEK⁃C溶解体系黏度高的问题,在室温下的黏度满足湿法缠绕的要求。PEK⁃C在环氧树脂悬浮体系中的溶解性能优异,对环氧树脂本身固化反应和PEK⁃C相分离过程的影响较小。本工作将改性树脂体系和原树脂体系湿法缠绕成型碳纤维复合材料层压板,证明PEK⁃C的引入提升了复合材料的力学性能,通过扫描电子显微镜(SEM)和显微镜表征了层压板拉伸断面的微观结构,探究了PEK⁃C改性碳纤维复合材料的增韧机制。 展开更多

关键词 环氧树脂 酚酞侧基聚芳醚酮(PEK-C) 碳纤维复合材料 增韧

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SPES-C/MIL-101(Cr)-SO_(3)H杂化膜的制备及渗透汽化乙酸脱水性能研究

12

作者 孔华杰 陈哲 +3 位作者 韩光鲁 吴诗德 王婕 谢洋 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期171-174,共4页

将磺化金属-有机框架材料MIL-101(Cr)-SO_(3)H成功引入到磺化酚酞侧基聚芳醚砜(SPES-C)中制备了不同填充量的SPES-C/MIL-101(Cr)-SO_(3)H杂化膜并用于渗透汽化乙酸脱水。结果表明:所得杂化膜无明显缺陷。MIL-101(Cr)-SO_(3)H的引入提高... 将磺化金属-有机框架材料MIL-101(Cr)-SO_(3)H成功引入到磺化酚酞侧基聚芳醚砜(SPES-C)中制备了不同填充量的SPES-C/MIL-101(Cr)-SO_(3)H杂化膜并用于渗透汽化乙酸脱水。结果表明:所得杂化膜无明显缺陷。MIL-101(Cr)-SO_(3)H的引入提高了杂化膜的亲水性并增大了杂化膜的自由体积参数。随着MIL-101(Cr)-SO_(3)H填充量的增加,杂化膜的渗透通量不断增大,而分离因子呈先上升后下降的趋势。当MIL-101(Cr)-SO_(3)H填充质量分数小于30%时,渗透通量和分离因子出现反"trade-off"效应。 展开更多

关键词 磺化酚酞侧基聚芳醚砜 磺化金属-有机框架 渗透汽化 杂化膜 乙酸 脱水

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SPEK-C膜的正电子湮灭寿命谱学研究 被引量：1

13

作者 马卫涛 张永明 +3 位作者 朱大鸣 阴泽杰 徐铜文 图图英 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期434-439,共6页

利用正电子湮灭寿命谱(PALS)法及原子力显微镜(AFM),研究了磺化及溶剂蒸发对(磺化)酚酞侧基聚芳醚硐(SPEK-C)膜制备的影响.结果表明:磺化基团的引入,降低了分子间的作用力,使得分子间排列不紧密,导致聚合物的自由体积大小与强度同时增加... 利用正电子湮灭寿命谱(PALS)法及原子力显微镜(AFM),研究了磺化及溶剂蒸发对(磺化)酚酞侧基聚芳醚硐(SPEK-C)膜制备的影响.结果表明:磺化基团的引入,降低了分子间的作用力,使得分子间排列不紧密,导致聚合物的自由体积大小与强度同时增加;铸膜液溶剂挥发,聚合物浓度增加,胶束聚集体的相互聚集产生较大的胶束聚集体孔,使自由体积减小而强度增大,聚合物的自由体积较好地反映了胶束聚集体的聚集特征. 展开更多

关键词 正电子湮灭寿命谱 酚酞侧基聚芳醚硐 原子力显微镜 自由体积 相转化

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