基于半互穿聚合物网络的高温质子交换膜的制备

作者：梁敏慧; 王鹏; 李宏斌; 李天洋; 曹凯悦; 彭金武; 刘振超; 刘佰军^*

来源：高等学校化学学报, 2020, 41(12): 2845-2850.

• 燃料电池
• 聚苯并咪唑
• 磺化聚芳醚酮
• 半互穿交联网络
• 高温质子交换膜

通过构筑基于含不饱和双键的磺化聚芳醚酮(Allyl-SPAEK)与芳醚型聚苯并咪唑(PBI)的半互穿聚合物网络(IPN),获得综合性能优异的可用于高温质子交换膜燃料电池的PBI/Allyl-SPAEK复合膜材料.在对Allyl-SPAEK和PBI的分子进行设计和合成的基础上,采用溶液共混-浇铸方法,基于UV辐照交联,获得了由丙烯基生成的共价键和咪唑基-磺酸基形成的强酸碱相互作用组成的IPN新体系,并系统研究了新型复合膜的热、机械性能和质子传导率.结果表明,具有PBI/Allyl-SPAEK半互穿聚合物网络的复合膜具有较高的质子传导率和力学性能,在同等磷酸吸附水平和测试条件下优于PBI膜.在磷酸吸附水平为13.0左右时, PBI/Allyl-SPAEK复合膜的最大拉伸强度达到12.1 MPa,杨氏模量达到131.5 MPa,是同等磷酸吸附水平下PBI膜的2.04倍.在200℃时,两种PBI/Allyl-SPAEK复合膜的质子传导率均达到200 mS/cm以上,比PBI膜传导率提高了38%.

• 单位
  吉林大学