辐射交联对磺化聚酰亚胺作为燃料电池用质子交换膜性能的影响

作者：李玉邯; 高连勋; 金日哲^*

来源：高分子材料科学与工程, 2020, 36(12): 137-150.

DOI：10.16865/j.cnki.1000-7555.2020.0291

• 磺化聚酰亚胺
• 辐射交联
• 质子交换膜
• 燃料电池

为了提高磺化聚酰亚胺膜的综合性能,特别是水解稳定性,文中以60Co为辐射源,对磺化聚酰亚胺进行γ射线辐射。辐射后,膜的相对分子质量通过凝胶渗透色谱进行测试,测试结果显示,辐射后膜的数均分子量和重均分子量都有明显提高。膜的分子结构由核磁和红外光谱测试确定,结果表明辐射和未辐射膜的核磁谱图和红外光谱谱图基本不变。对辐照不同时间交联膜的含水量、尺寸稳定性、质子传导率、膜稳定性和力学性能进行了测试,结果显示,24 h辐射处理能提高膜的综合性能,特别是水解稳定性得到了显著提高,膜在100℃去离子水中可以稳定存在960 h,是未交联膜的5.6倍。辐射对质子交换膜的氧化稳定性和力学性能都有提高,甲醇渗透率有所减小。辐射24 h的磺化聚酰亚胺膜仍保持了较高的质子传导率,在80℃去离子水中膜的导电率仍可高达到0.145 S/cm。实验表明适度辐射交联是提高磺化聚酰亚胺膜综合性能的一种有效方法。

• 单位
  吉林工商学院; 中国科学院长春应用化学研究所