磺化聚醚醚酮/接枝多壁碳纳米管复合膜的制备与表征

以浓硫酸为磺化剂,室温下制备了磺化聚醚醚酮(SPEEK)。以N,N-二环己基碳酰亚胺(DCC)为催化剂,将对氨基苯磺酸接枝到多壁碳纳米管(MWCNTs)的表面。采用溶液共混法制备了SPEEK/g-MWCNTs复合膜。采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)分析了复合膜的化学结构,采用光学显微镜以及扫描电子显微镜(FESEM)观察了膜的表面和断面结构,并采用交流阻抗法考察了膜的质子传导性能。结果表明:碳纳米管在复合膜中分散均匀,树脂基体包覆在碳管表面,复合膜的质子传导性和拉伸强度均优于磺化聚醚醚酮纯膜。     

磺化聚醚醚酮／氧化石墨复合膜的制备与表征

采用液相氧化法制备了氧化石墨（GO）,以浓硫酸为磺化剂与聚醚醚酮反应制备了磺化聚醚醚酮（SPEEK）。采用溶液共混法制备了不同组成的SPEEK／GO复合膜,并运用FTIR、XRD、DSC、TG对复合膜进行了表征。研究表明,当氧化石墨和磺化聚醚醚酮复合后,氧化石墨的层间距由0．8nm增大至1．1nm,这说明磺化聚醚醚酮极性基团或者高分子链段已经插入到氧化石墨片层之间。DSC结果显示,氧化石墨的加入,在一定程度上降低了SPEEK的结晶性能。TG分析表明,在温度低于300℃,复合膜的热稳定性比磺化聚醚醚酮的略有降低,但当温度高于450℃后,复合膜的热稳定性反而得到提高。     

SPEEK/B-SPEEK共混质子交换膜的制备及其性能

聚醚醚酮进行磺化,得到了磺化聚醚醚酮(SPEEK),再先后与氯化亚砜和对甲苯磺酰胺反应,制备侧链含磺酰亚胺基的聚醚醚酮(B-SPEEK)。将SPEEK和B-SPEEK以不同的比例共混制备质子交换膜,研究了共混膜的结构、质子交换容量、吸水率、电导率、力学性能和热性能等。结果表明:SPEEK与B-SPEEK按质量比为1.0∶1.0制备的共混膜具有较好的力学性能(拉伸强度25.3 MPa,断裂伸长率45.1%)和最高的电导率(在80℃的条件下,电导率为0.227 S/cm),是一类非常有潜力的质子交换膜。     

聚醚醚酮/碳纤维复合粉末的制备及性能

将热处理改性的聚醚醚酮(PEEK)粉末和碳纤维(CF)共混制备了PEEK/CF复合粉末。采用表观密度测试、扫描电子显微镜、电子万能试验机、热重分析、差示扫描量热法等对复合粉末材料的微观形貌、力学性能和热性能进行分析。结果表明,热处理后的PEEK粉末表观密度最高可达0.286 g/cm3。与纯PEEK相比,复合粉末的玻璃化转变温度、熔融温度和分解温度都有较大的提高;随着CF质量分数逐渐增加,复合粉末材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量、热变形温度和维卡软化温度逐渐增大,冲击强度逐渐减小。改性PEEK/CF复合粉末材料为选择性激光烧结技术提供了高强度、高耐热性能的粉末材料,从而应用于汽车工业、电器工业、医疗器械和航空航天等领域。     

磺化聚醚醚酮的合成及其性能表征

采用浓硫酸作为磺化剂,利用两种不同分子量的聚醚醚酮(PEEK)制备了具有不同磺化度的磺化聚醚醚酮(SPEEK)膜,用FTIR 和DSC对SPEEK进行了表征,通过质子交换容量(IEC)对磺化度进行了测定,并对SPEEK膜的质子导电性能进行了研究.结果表明,质子交换容量(IEC)与磺化度均随着反应时间的延长而增大,吸水率也随磺化度的增加而增大.     

磺化聚醚醚酮的性能与应用

聚醚醚酮(PEEK)是一种性能优异的工程塑料。笔者简单地介绍了聚醚醚酮的特性,对近年来磺化聚醚醚酮的制备、SPEEK的性能及应用做了比较全面的归纳,并对磺化聚醚醚酮未来的发展前景进行了展望。     

磺化聚醚醚酮共混膜的制备及其特性的研究

通过溶液共混的方法,以磺化聚醚醚酮(SPEEK)和聚醚砜(PES)为原料,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,制备了一系列不同比例的SPEEK与PES的共混膜,并研究了膜的组成对膜的吸水率、电导率、甲醇渗透系数的影响,与目前所使用的Nafion117膜相比,这种共混膜既可以提高阻醇性能,同时又具有一定的电导率。     

聚醚砜/磺化聚醚醚酮共混膜的制备和性能

采用流延法制备了聚醚砜(PES)含量不同的PES/磺化聚醚醚酮(SPEEK)共混膜。PES与SPEEK具有良好的相容性。所制备PES/SPEEK共混膜的含水率、溶胀度和甲醇透过系数均随PES含量的增加而降低。虽然共混膜的质子传导性能有所降低.但阻醇性能和溶胀性能提高,这说明PES/SPEEK共混膜是一种很好的直接甲醇燃料电池用固体高分子电解质膜材料。     

磺化聚醚醚酮纳米纤维膜的制备及其吸附性能

通过静电纺丝法制备了不同磺化度的磺化聚醚醚酮(SPEEK)纳米纤维膜,运用扫描电镜、热重分析仪分别对纤维的形貌和热性能进行了分析,并利用紫外-可见分光光度计研究了纤维膜对亚甲基蓝染料的吸附行为。结果表明:随着磺化度的增加,纺丝束流的稳定性得到改善,纤维直径减小;纤维膜对亚甲基蓝具有良好的吸附能力,在p H值=7时其对亚甲基蓝的去除率最大,平衡吸附时间约为90min;热力学分析表明,使用Freundlich模型描述SPEEK纳米纤维膜对亚甲基蓝的吸附行为更加合理;动力学分析表明,SPEEK纳米纤维膜对亚甲基蓝的吸附遵循准二级动力学模型。     

BaCe0.8Al0.2O3掺杂的SPEEK复合质子交换膜制备与性能1

针对普通磺化聚醚醚酮(SPEEK)膜质子传导率较低的问题,提出无机掺杂的改善方法.采用共沉淀法制备BaCe0.8Al0.2O3复合氧化物,将其掺杂到SPEEK膜基体中,并通过溶液浇铸法制得了SPEEK/BaCe0.8Al0.2O3复合质子交换膜.对复合膜的尺寸稳定性、氧化稳定性、力学性能、质子传导率及微观形貌等进行了测...     

直接甲醇燃料电池用新型质子交换膜的研究

以聚醚醚酮(PEEK)为原料,浓硫酸为磺化剂制备了不同磺化度的磺化聚醚醚酮(SPEEK)膜,以及磺化聚醚醚酮与聚乙烯醇(PVA)、正硅酸乙酯(TEOS)、磷钨酸的复合膜.分别对膜的电导率、阻醇性能和吸水率进行了研究.随着SPEEK膜磺化度的增大,膜的电导率有所提高,然而甲醇渗透系数也增大,膜的机械强度明显降低.SPEEK膜的吸水率低于Nafion 115膜,而PVA膜的吸水率则过高.     

磺化聚醚醚酮负载银纳米颗粒抑菌膜制备及性能

用浓硫酸将聚醚醚酮(PEEK)材料磺化后作为基膜材料,将银纳米颗粒(AgNPs)嵌合到膜材料中合成SPEEK-AgNPs抑菌膜.用傅里叶变换红外色谱仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜及X射线等方法分析该膜的表征,通过Ag+释放实验测试其安全性,并采用抗菌膜实验和悬浮抗菌实验测定其抗菌性.结果表明,磺化改性后的SPEEK材...     

聚醚醚酮／碳纤维复合材料热性能和电性能的研究

通过熔融共混法制备了聚醚醚酮/碳纤维(PEEK/CF)复合材料.采用差示扫描量热分析法(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、动态热机械分析仪(DMA)、微欧计、高阻计等考察了复合材料的热性能和电性能.结果表明:聚醚醚酮/碳纤维复合材料的熔点比聚醚醚酮高,但是复合材料的结晶度小于聚醚醚酮.通过SEM照片、DSC曲线和DMA曲线可以证明:聚醚醚酮和碳纤维结合较好,这对复合材料导电性能产生一定影响,即随着碳纤维质量分数增加到10%,复合材料导电性能呈现出逾渗效应,但是逾渗值较高,在经过热处理后,碳纤维含量较高的复合材料电阻率呈现七升趋势,一定碳纤维含量的复合材料表现出明显的PTC效应.     

SPEEK-rGO双相复合膜的透氢性能研究

以浓硫酸作为溶剂和磺化试剂,制备了磺化度(DS)为72%的磺化聚醚醚酮(SPEEK)。将SPEEK作为质子导相、还原氧化石墨烯(r GO)作为电子导相,采用流延/溶剂挥发法制备SPEEK-r GO双向复合膜,考察了SPEEK与r GO的质量比对复合膜透氢性能的影响。结果表明:掺杂3 wt%r GO的双相复合膜的透氢性能最好; 300℃,其透氢速率为0. 089 m L·min-1·cm-2,且240℃可以稳定运行100h。     

PEEK/HA生物复合材料对3T3成纤维细胞的影响

体外研究PEEK/HA生物复合材料对3T3成纤维细胞的影响,评价该材料的生物相容性。制备不同HA含量的PEEK/HA和PEEK/SPEEK/HA生物复合材料,与3T3成纤维细胞共培养,倒置相差显微镜观察该材料对细胞形态影响,MTT法研究该材料对细胞增殖作用,评价细胞毒性,流式细胞术研究该材料对细胞凋亡的影响,扫描电镜观察该细胞在材料表面黏附形态。细胞呈长梭形贴壁生长,胞体透明,大部分呈梭形和多角形,生长态势良好。随着浸提液浓度增大,材料对细胞增殖作用显著下降,PEEK/HA复合材料随着HA含量增加,细胞增殖作用逐渐增强,PEEK/SPEEK/HA复合材料与PEEK/HA相比,对细胞增殖作用较强,细胞毒性级别为Ι级,说明该材料对3T3细胞无毒性。细胞凋亡率随PEEK/SPEEK/HA材料中的HA含量升高而降低。SPEEK的加入使PEEK/HA复合材料后黏附率增大,随PEEK/SPEEK/HA中HA含量增加,细胞黏附率增加,SPEEK和HA可改善材料的黏附性能。SEM观察发现3T3细胞能够在PEEK/SPEEK/HA复合材料表面黏附、伸展和生长。PEEK/SPEEK/HA复合材料生物相容性良好,为该人工骨替代材料的临床前研究提供实验数据和科学依据。     

磺化聚醚醚酮复合膜的制备及其性能研究

采用共混溶液浇铸法制备了磺化聚醚醚酮(SPEEK)/季铵化聚降冰片烯聚合物(TAPNM)复合质子交换膜,并对其力学性能、尺寸稳定性、离子交换容量和质子传导率进行表征。结果表明,制备的复合膜具有良好的透明性和均匀性,且致密无明显缺陷,具有良好的相容性。复合膜的尺寸稳定性测试和力学性能测试结果表明,TAPNM的引入显著增强了复合膜的尺寸稳定性和力学性能。在TAPNM质量分数为5%左右时,可以有效提升复合膜的质子传导率,30℃条件下质子传导率达到53.19 mS/cm,是SPEEK膜的1.2倍。     

聚醚醚酮/多壁碳纳米管复合材料力学及阻燃性能研究

通过熔融共混法将聚醚醚酮（PEEK）与多壁碳纳米管(MWCNT)混合,利用模压法制备了MWCNT增强型PEEK复合材料,研究了MWCNT对PEEK性能的影响。结果表明,添加一定比例的MWCNT能够提高PEEK的力学和阻燃性能;当MWCNT含量为5%（质量分数,下同）时,PEEK的弯曲强度提高了53%;当MWCNT含量为1%时,锥形量热法测得的热释放速率峰值最低,燃烧性能指数值最大,热重分析显示初始分解温度较纯PEEK提高了13℃,表明MWCNT有效地提高了PEEK的阻燃和热稳定性能。     

SPEEK/PANI/PWA复合质子交换膜的制备及性能

为了解决Nafion膜甲醇渗透的问题,以聚醚醚酮(PEEK)、聚苯胺(PANI)和磷钨酸(PWA)为原料,采用流延制膜法制备了SPEEK/PANI/PWA复合质子交换膜,并通过X-射线衍射(XRD)、红外光谱分析(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)等对其组织和结构进行了表征,利用紫外可见分光光度计、电化学工作站和气相色谱仪等对其性能进行了测试。研究结果表明,与SPEEK/PANI和SPEEK/PWA复合质子交换膜相比,SPEEK/PANI/PWA复合质子交换膜的综合性能有很大改善,可作为DMFC用质子交换膜。     

离子液体修饰磺化聚醚醚酮作为离子交换膜

通过NaBH₄还原磺化聚醚醚酮(SPEEK)得到羟基功能化的SPEEK后,采用酯化反应将离子液体1-羧甲基-3-甲基咪唑氯盐接枝到磺化聚醚醚酮上得到接枝聚合物。实验结果表明：离子液体修饰后的磺化聚醚醚酮离子交换膜吸水率和溶胀度降低,而导电率得到了显著提高。     

质子交换膜燃料电池用磺化聚醚醚酮膜的研究进展

Nafion膜具有优良的化学稳定性和导电性能,但是它成本高,高温下几乎不导电。本文回顾了Nafion替代膜之一——磺化聚醚醚酮（SPEEK）膜及SPEEK/离子液体（IL）复合膜的研究进展。介绍了SPEEK制备的两种方法：直接磺化法和磺化单体聚合法,其中直接磺化法工艺简单,但磺化度（DS）≤1.0,反应较难控制;磺化单体聚合法DS可控,但工艺复杂,原料有毒。简述了温度、反应时间、原料配比、磺化单体种类、制膜工艺及溶剂对SPEEK膜性能的影响：直接磺化法中DS与温度成负相关,与反应时间成正相关,与原料配比关系不大;磺化单体聚合法中DS受磺化单体的种类和氟酮与磺化氟酮的比例影响较大。着重介绍了SPEEK/咪唑离子液体复合膜和SPEEK/季铵盐离子液体复合膜的研究现状及应用于质子交换膜燃料电池（PEMFC）时存在的问题。最后对SPEEK/IL复合膜未来的研究方向进行了展望,即解决燃料电池运行过程中复合膜中离子液体流失及与Pt基催化剂相容性等关键问题,以提高PEMFC的性能。