磺化雜萘聯(lián)苯聚醚酮酮及聚酰亞胺質(zhì)子交換膜的研究.pdf

1、大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文磺化雜萘聯(lián)苯聚醚酮酮及聚酰亞胺質(zhì)子交換膜的研究姓名：潘海燕申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：高分子材料指導(dǎo)教師：蹇錫高朱秀玲20080301磺化雜萘聯(lián)苯聚醚酮酮及聚酰亞胺質(zhì)子交換膜的研究以50％發(fā)煙硫酸為磺化劑，2(4氨基苯基)4【4(4氨基苯氧基)苯基】一二氮雜萘1酮(DHPZDA)為原料，合成了一種新型的磺化二胺單體2(2磺酸基4氨基苯基)4【4(2磺酸基4氨基苯氧基)苯基】二氮雜萘1酮(SDHPZDA)，并對(duì)其合成工

2、藝條件進(jìn)行了優(yōu)化。以4，4’二氨基二苯醚2，2’二磺酸基(ODADS)，4，4’二(4氨基苯氧基)2，27二磺酸基聯(lián)苯(BAPBDS)，SDHPZDA為磺化二胺單體，4，4’二氨基二苯醚(ODA)，44’二(4氨基苯氧基)聯(lián)苯(BAPB)，DHPZDA為非磺化共聚二胺單體，1，4，5，8萘四甲酸二酐(NTDA)為二酸酐單體，采用一步聚合法合成了六個(gè)系列不同磺化度的磺化聚酰亞胺(SPI1～6)，并通過溶液鑄膜法制備了聚合物膜。對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行

3、了表征，并研究了溶解性、耐熱穩(wěn)定性、水解和抗氧化穩(wěn)定性、含水率、尺寸穩(wěn)定性、力學(xué)性能、阻醇性能以及質(zhì)子傳導(dǎo)率等性能與其結(jié)構(gòu)的關(guān)系。結(jié)果表明，與其它磺化聚酰亞胺相比，扭曲非共面的二氮雜萘酮的引入極大地提高了SPI的溶解性能，隨著磺化度增大，SPI1～6可以溶解在N甲基吡咯烷酮(NⅧ)、二甲基亞砜(DMSO)、N’N二甲基甲酰胺(DMF)等非質(zhì)子極性溶劑中；SPI膜具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性能，磺酸基的降解溫度均在310℃以上，且隨著DS的增大而升

4、高，主鏈的降解溫度在560℃以上；SPI的質(zhì)子傳導(dǎo)率隨DS的增大而增大，當(dāng)DS大于06時(shí)，95℃時(shí)SPI的質(zhì)子傳導(dǎo)率達(dá)到10～S／cm；通過在SPI的主鏈中引入柔性基團(tuán)以及堿性較強(qiáng)的磺化二胺單體可以提高SPI的水解穩(wěn)定性能，高磺化度的SPI680達(dá)到了1280h；低磺化度的SPI均具有較好的水解穩(wěn)定性能，SPI620的水解穩(wěn)定性達(dá)到6000h以上；SPI的拉伸強(qiáng)度在501～981MPa；SPI具有優(yōu)異的阻醇性能，其甲醇滲透系數(shù)在10一～