磷钨酸/磺化聚芳醚酮砜复合型高温燃料电池用质子交换膜

为了满足高温质子交换膜燃料电池使用要求,采用溶液铺膜法制备了磺化聚芳醚酮砜(SPAEEKS)与磷钨酸(HPA)复合型质子交换膜。红外光谱证明磷钨酸中的桥氧原子和端氧原子与磺酸基团形成了强烈的相互作用。扫描电镜照片显示磷钨酸粒子能够均匀地分散在聚合物的基体中。磷钨酸的引入提高了复合膜的热稳定性 ,含有 30wt%HPA、SPAEEKS磺化度为0.8的复合膜(HPA30/SPAEEKS-0.8)的玻璃化转变温度达到236℃,质量损失5%时的热分解温度达到了299℃。在相同测试条件下,HPA30/ SPAEEKS-1. 0在80℃时质子传导率高于Nafion 117,而且在120℃ 达到了0.098S/cm。结果表明,HPA30/SPAEEKS-1. 0 有望在高温质子交换膜燃料电池中得到应用。     

含萘磺化聚芳醚酮(酮)质子交换膜的制备及性能EI北大核心CSCD

通过直接缩聚法合成了含萘的磺化聚芳醚酮(sPEK)和磺化聚芳醚酮酮(sPEKK)2种系列的聚合物,并采用红外光谱、凝胶渗透色谱及热重分析分别表征和测试了聚合物的分子结构、相对分子质量及热性能。以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,用溶液浇铸法制备质子交换膜,并对膜的离子交换容量(IEC)、吸水率、溶胀率、质子电导率及耐氧化稳定性分别进行了测试表征。结果表明,2种系列聚合物膜中磺化度较高者性能较好。但IEC相近的sPEK和sPEKK膜相比,前者的综合性能优于后者。如sPEK-50在80℃的吸水率为46.7%,溶胀率为21.3%,质子电导率为0.048S/cm,与Nafion117膜的溶胀率和电导率相近。另外,sPEK-50膜在Fenton’s试剂中浸泡1h后无质量损耗,耐氧化稳定性优于同类型芳香族聚芳醚酮膜,显示出较好的综合性能。     

具柔性链段磺化聚芳醚酮质子交换膜的制备与性能研究

以二氟二苯甲酮(DFBP),磺化二氟二苯甲酮(SDFBP),4,4’-二羟基二苯醚(DOPE)和双酚芴(BHF)为单体,通过亲核缩聚反应合成了分子链磺酸含量不同具柔性链段的磺化聚芳醚酮.研究结果表明:所合成的聚合物具有较高的分子量,可通过流延成膜的方法制备出柔韧、透明的膜.所制备的膜具有较高的吸水率与尺寸稳定性及抗氧化性,在同等测试条件下,具有与Nafion 117膜相当的质子传导率,且甲醇透过率比Nafion 117膜低1、2个数量级.     

质子交换膜用部分含氟磺化聚芳醚的合成与性能研究

通过直接磺化的方法,合成了一种部分含氟的磺化聚芳醚.由于特殊单体结构的设计,在聚合物主链上引入甲基取代基,对聚合物主链进行保护.用氯磺酸直接磺化方法在聚芳醚侧基上引入磺酸功能基,实现了聚合物磺化结构的可控定位合成,得到了稳定性较好的磺化聚芳醚.用溶液浇膜法制备了质子交换膜,研究了膜的各种性能.这种膜具有较高的导电性、吸水性和好的抗水解性、热稳定性.由于特殊结构的设计和部分氟的引入,这种膜的抗氧化性有显著的提高.     

磺化聚芳醚酮砜/TiO2复合质子交换膜的制备与性能

为了满足高温燃料电池对质子交换膜的要求,通过溶胶共混法制备了掺有不同含量TiO2纳米粒子的磺化聚芳醚酮(SPAEKS)/TiO2复合膜。红外光谱证实TiO2被引入到SPAEKS共聚物中。扫描电镜(SEM)照片显示,纳米级的TiO2粒子能够均匀地分散在SPAEKS共聚物基体中。通过对复合膜的性能测试发现TiO2的引入,复合膜的热稳定性、吸水率、保水能力及阻醇性能都有所提高。而且SPAEKS/TiO2复合膜的质子传导率高于SPAEKS膜,并在高温时尤为明显,能够满足高温燃料电池的需要。     

一种新型的磺化聚芳醚酮质子交换膜材料

利用先聚合后磺化的方法合成了一种新型磺化聚芳醚酮,FTIR和HNMR结构表征表明,其磺酸基只连在悬挂侧链上.利用浇铸法将该材料制备成膜,对膜的离子交换容量(IEC)、平均当量重量(EW)、磺化度(SD)、吸水性、线性膨胀率及其电导率进行了表征,结果表明这种膜材料具有良好的吸水性和较低的线性溶胀率,所制得的膜在100℃、100%相对湿度时的质子电导率与Nafion-117~(R)膜相近,有望作为质子交换膜使用.     

磺化聚芳醚酮砜/PVA复合质子交换膜的制备与性能

为了进一步提高质子交换膜在中高温时的质子导电率,文中以高磺化度的磺化聚芳醚酮砜(SPAEKS)和聚乙烯醇(PVA)为原料,通过溶液共混法制备了PVA不同含量的磺化聚芳醚酮砜/PVA复合膜。通过对复合膜的性能测试发现,PVA的引入提高了膜的热稳定性、吸水率和保水能力。而且SPAEKS/PVA复合膜的质子传导率高于SPAEKS膜,在80℃时,复合膜的质子传导率都在0.07 S/cm以上,能够满足中高温质子交换膜燃料电池的使用要求。     

磺化聚联苯醚砜／改性蒙脱土复合质子交换膜的研究

对蒙脱土进行了有机磺酸化改性和结构表征，并用于对磺化聚联苯醚砜膜的杂化改性，同时制备了改性蒙脱土（SMMT），磺化聚联苯醚砜（SPSU）复合质子交换膜，对它们进行的物化和燃料电池性能研究结果表明：有机磺酸化改性使蒙脱土层间距有所增大，有利于改善蒙脱土片层间的有机亲和性和质子传导能力；在SMMT／SPSU复合膜中含有较SPSU膜更多的键合水，使膜在升高温度下的含水率提高，改善了膜在高温、低湿度下的质子传导性能，有希望由此开发新的高温质子交换膜。     

一种含芴聚芳醚酮质子交换膜的合成与表征

采用先磺化法,通过控制双酚芴、二氟苯甲酮和磺化二氟苯甲酮的比例,合成了磺化聚芴醚酮,对其结构进行表征,并制备成质子交换膜,对其性能进行了研究.结果表明其具有高的热稳定性、化学稳定性及足够的机械性能.同时还具有较好电池性能.     

杂萘联苯结构聚醚腈酮漆包线的制备和性能

以新型杂萘联苯聚醚腈酮（PPENK）为基料，制备出耐热漆包线用绝缘漆．研究了漆液的浓度、温度及聚合物特性粘度对漆液流动粘度的影响．结果表明，随着溶液浓度和聚合物特性粘度的提高以及漆液温度的降低，漆液的涂—4粘度值增大，当特性粘度为0．45—0．55dL／g、溶液浓度为18％、漆液温度为35-40℃时，制备的漆包线绝缘漆的厚度可达到0．065mm，在长度30m内的针孔数为0个．当聚合物的特性粘度达到0．48dL／g时，漆包线具有良好的柔韧性和附着性．材料中扭曲非共平面的杂萘联苯结构和反应活性基团-CN的存在，提高了漆包线的电性能和热性能．     

新型改性聚芳醚腈酮耐温水分散涂料的研制

通过对新型耐高温聚合物杂萘联苯聚芳醚腈酮(PPENK)中的氰基转化为亲水性基团羧基或酰胺基,系统地研究了改性聚芳醚腈酮(HPPENK)在耐高温水性涂料中的应用,考察了不同氰基转化率的HPPENKa(55.82%)、HPPENKb(78.23%)和HPPENKc(93.82%)树脂作为主要成膜物质的水分散体的性能,其中HPPENKc具有较好的分散稳定性和良好的成膜性,漆膜附着力(划圈法)为一级,铅笔硬度＞6H,能耐受300℃(24h),对水和有机溶剂有一定耐受能力.甄选了六甲基醚化三聚氰胺树脂(HMMM)、环氧氯丙烷(ECH)、三乙醇胺、甘油、乙二胺等作为HPPENK的交联剂,其中HMMM和环氧氯丙烷具有较好的交联效果,外加乳化剂采用司班和吐温的复配取得较好的乳化效果.同时,通过考察了乳化剂、分散剂、中和剂、附着力促进剂等涂料助剂的选择及用量,提出了水分散体配方.     

含二氮杂萘酮结构聚芳醚砜酮超滤膜的研制

以新型耐高温特种工程塑料———含二氮杂萘酮结构聚芳醚砜酮(PPESK)为膜材料、N-甲基-2-吡咯烷酮为溶剂配制铸膜液,采用相转化法在平板刮膜机上制备PPESK超滤膜,考察了PPESK含量、PPESK的特性黏数、添加剂含量和膜厚度等对超滤膜性能的影响.在0.1MPa的操作压力下,所制得PPESK超滤膜的纯水通量可高达约148L/(m2·h),对聚乙二醇10000的截留率高于93%.     

热致液晶聚酯/聚醚醚酮复合纤维的制备与表征

将热致液晶聚酯(VA)与聚醚醚酮(PEEK)共混后,通过熔融纺丝制备了热致液晶聚酯/聚醚醚酮复合纤维,并对复合纤维的热性能、聚集态结构、相态结构和力学性能进行了研究。结果表明,VA的加入能够降低PEEK纤维的玻璃化温度和冷结晶温度,同时PEEK的结晶温度也随着VA的加入而升高;VA的加入有利于提高PEEK的结晶性能,使得PEEK晶粒尺寸变大,晶面间距变小,晶体更加完善,晶区取向增强;随着VA添加量的增大,VA相逐渐由球状或椭球状向微纤状变化;随着喷丝头拉伸比的增大,VA相的长径比呈现先增大后减小的趋势;添加1%和2%的VA后,复合纤维的断裂强度有少许下降,而当VA的添加量增大到4%后,复合纤维的总拉伸倍数提高,并且断裂强度有一定的提升。     

磺化聚醚醚酮对苯并噁嗪固化动力学的影响

采用磺化聚醚醚酮(SPEEK)对苯并噁嗪(Ba)进行催化固化。通过非等温差示扫描量热仪研究SPEEK对Ba的催化固化反应影响。进一步采用Kissinger、Ozawa和Crane法对Ba/SPEEK体系的固化动力学参数进行了计算。结果表明,SPEEK可明显降低Ba的固化温度。升温速率为10℃/min,SPEEK用量为0.1%时,Ba的固化起始温度和固化峰值温度分别降低26.1℃和9.7℃。用量增加到0.5%后,催化固化效果趋于平缓。0.3%的SPEEK使Ba固化反应活化能降低12 k J/mol。     

磺化杂萘联苯聚醚酮膜的制备及其阻醇和质子导电性能

采用浓硫酸和发烟硫酸的混合物作磺化剂得到不同磺化度的磺化杂萘联苯聚醚酮（SPPEK）,考察了不同磺化度的SPPEK膜的导电和阻醇特性．磺化度为73％的膜在测试的温度范围内膜的电导率数量级在10^-2S／cm,其甲醇透过系数约比Nafion 115膜低一个数量级,如果以质子传递通量和甲醇传递通量之比定义为综合指标,SPPEK膜的综合性能比Nafion 115膜高3．3倍。     

多壁碳纳米管/杂萘联苯聚醚砜酮复合材料的制备及性能

采用溶液共混及原位复合法制备多壁碳纳米管/杂萘联苯聚醚砜酮复合材料.通过扫描电镜观察材料的形貌,并对材料性能进行研究.对比两种方法,结果表明通过原位复合法制备,碳管在基体中有较好的分散和界面结合,其力学性能和导电性优于溶液共混法制备的复合材料.当碳管含量为3%(质量分数)时,原位复合材料的拉伸模量和强度分别为2.4GPa和107.6MPa,其体积电阻率达到1.0×106 Ω·cm,5%热失重温度提高了20℃.     

Synthesis of Poly(ether ether ketone)s containing tertiary amine

A functional or reactive PEEK-Poly(ether ether ketone)s containing tertiary amine was synthesized. The product was determined by ¹H NMR, ¹³C NMR, IR spectra and elemental analysis. Thermal analysis of the polymer revealed the glass-transition temperatures (T_g = 119.57 °C), a 5% weight loss in air at 386 °C. An M_n of 10.4 kD, M_w of 20.2 kD, Polydispersity of 1.95 was obtained from GPC. The Poly(ether ether ketone)s containing a tertiary amine structure can be synthesized as a scaffolds for post-polymerization reaction.     

新型杂萘联苯聚芳醚腈(酮)耐高温绝缘漆的研制

系统地研究了杂萘联苯PPEN（K）聚合物在绝缘漆领域的应用,考察了PPENK中腈、酮含量对绝缘漆性能的影响,发现当N／K=1／1时,绝缘漆具有优异的机械性能;对比了PPENK、PPENKK、PPEN和PPEN—BPA几种聚合物所制备的绝缘漆的性能,认为以PPENK树脂为主要成膜物制得的绝缘漆综合性能最优;在此基础上,选择适当的涂线工艺,成功地研制出了新型PPENK漆包线,其机械性能、电性能和热性能都远远高于220级聚酰亚胺漆包线国家标准要求。     

磺化聚醚砜膜的制备及其质子传导性能

以氯磺酸为磺化剂、浓硫酸为溶剂对聚醚砜进行磺化,得到具有良好亲水性能的磺化聚醚砜SPES膜。磺化度和湿度对磺化聚醚砜膜的电导率具有显著影响,磺化度为31.5%时,膜的电导率达到0.0163S.cm-1。当膜的亲水性能和吸水率增大,更多的水分子扩散到SPES的骨架体系中,并在含有-SO3H的亲水区之间形成水桥,有利于质子交换通道的形成和水合质子的传递,促进了电导率的提高。