新型聚[2,2′-间(4-羟基吡啶)-5,5′-二苯并咪唑]共聚物质子交换膜的制备与表征

在微波加热条件下,采用溶液共缩聚的方法合成了OH-PyPBI及同时含有OHPyPBI和PBI重复单元结构的共聚物OH-PyPBI/PBI和OH-PyPBI/2PBI.通过测试1 HNMR、TGA及其溶解性,对聚合物进行了表征.利用溶液浇铸法制备出膜材料,并研究了膜材料在浓磷酸中的溶胀性、机械性能和电导率等性能.结果表明:磷酸掺杂水平为4.3的OH-PyPBI/PBI膜的综合性能最佳,室温条件下的断裂拉伸强度为55.3MPa,断裂伸长率为107%;150℃不加湿条件下的质子电导率为0.099S/cm.表明该类共聚物膜材料在高温质子交换膜燃料电池中具有潜在应用价值.     

循环伏安法测定聚苯并咪唑膜电解质甲醇透过率

研究建立了电化学循环伏安法(CV)测定磷酸掺杂聚苯并咪唑(PBI)膜甲醇透过率的方法.以磷酸溶液为电解质,在扫描电压范围-0.2~1.2 V和扫描速度100 m V/s的条件下测试了不同磷酸掺杂水平PBI膜的甲醇透过率.研究表明,根据膜样品酸掺杂水平选择磷酸电解质溶液的浓度可使待测PBI膜的酸掺杂水平在测定过程中保持不变,进而保障结果的准确性和可靠性;与纯PBI膜的甲醇透过率(1.34×10-8cm2/s)相比,磷酸掺杂PBI膜的甲醇透过率有所增加,当PBI膜的酸掺杂水平为2.5~3.2时,膜的甲醇透过率为3.2×10-8~14×10-8cm2/s.     

磺化聚醚砜膜和聚醚砜/磺化聚醚砜共混膜初探

以氯磺酸为磺化剂,以二氯甲烷为溶剂,在室温下合成了磺化聚醚砜(SPES),并采用红外光谱证明了SPES中-SO3H基团的存在。采用流延法制备了SPES膜和PES/SPES共混膜。SPES膜在室温下的电导率和甲醇透过系数随着磺化度的增大而增大。由于PES/SPES共混膜存在相分离行为,导致其甲醇透过系数随PES的含量增加而降低。PES的加入降低了共混膜-SO3H基团的浓度,导致共混膜的电导率也降低。所制备SPES膜和PES/SPES共混膜表现了较好的质子传导性能和阻醇性能,有望作为直接甲醇燃料电池用质子交换膜。     

成膜温度对磺化聚醚醚酮质子交换膜性能的影响

以浓硫酸为磺化试剂制备相同磺化度的磺化聚醚醚酮(SPEEK),采用等体积的水/醇混合溶剂通过溶液成膜的方法制备SPEEK质子交换膜,采用交流阻抗法、扩散池法评价膜的质子传导能力和阻醇性能,探讨溶液成膜温度对质子交换膜性能的影响规律。结果表明,采用水/醇混合物为溶剂的质子交换膜,随着成膜温度的提高,膜的吸水率、溶胀率、质子电导率和甲醇渗透率均降低。     

磺化聚砜/Nafion复合膜的制备及其性能表征

用磺化聚砜(SPSF)对Nafion膜改性,制备了一系列不同SPSF含量的复合膜,对制备的复合膜进行了红外光谱、甲醇渗透性和质子电导率的测试。实验结果表明,用SPSF对Nafion膜改性后,可以有效提高Na-fion膜的阻醇性能。当膜中SPSF含量为5%时(SPSF5%),复合膜表现出最佳阻醇效果。复合膜的质子电导率随膜中SPSF含量的增加而下降,SPSF 5%膜在室温下水平方向质子电导率是7.7×10-2S cm-1,与Nafion 112相比下降不大。     

PVDF增强咪唑功能化聚芳醚酮膜的制备与研究

研究了一种新型耐高温聚合物电解质膜的制备方法.以聚偏氟乙烯(PVDF)为增强材料,以甲基咪唑功能化聚芳醚酮(MeIm-PAEK)为基体材料,通过两者共混制备了具有较高电导率和良好尺寸稳定性的膜材料,并研究膜材料组分对膜材料性能的影响.¹H NMR 证实了咪唑基团的接枝成功.磷酸掺杂实验表明:甲基咪唑的功能化,使MeIm-PAEK膜具备较强的吸附磷酸能力;随着咪唑基团接枝度的增加,MeIm-PAEK膜的磷酸掺杂含量显著增加.通过与PVDF复合,显著地改善MeIm-PAEK膜在高温下、高浓度磷酸掺杂后的尺寸稳定性.70MeIm-PAEK/PVDF复合膜经85%磷酸溶液掺杂后,膜材料的磷酸掺杂质量分数为226%,体积溶胀率为248%,180℃不加湿条件下的电导率为0.141S/cm,适合做高温聚合物电解质膜材料.     

磺化聚醚砜膜和聚醚砜／磺化聚醚砜共混膜初探

以氯磺酸为磺化剂，以二氯甲烷为溶剂，在室温下合成了磺化聚醚砜（SPES），并采用红外光谱证明了SPES中-SO3H基团的存在。采用流延法制备了SPES膜和PES／SPES共混膜。SPES膜在室温下的电导率和甲醇透过系数随着磺化度的增大而增大。由于PES／SPES共混膜存在相分离行为，导致其甲醇透过系数随PES的含量增加而降低。PES的加入降低了共混膜-SO3H基团的浓度，导致共混膜的电导率也降低。所制备SPES膜和PES／SPES共混膜表现了较好的质子传导性能和阻醇性能，有望作为直接甲醇燃料电池用质子交换膜。     

PVC共混膜制备及其在造纸黑液处理中的应用(英文)

以聚氯乙烯(PVC)为膜材料,二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,聚丙烯腈(PAN)为高分子添加物,研制出PVC/PAN共混膜,讨论了PVC、PAN的共混比例对共混膜性能的影响。同时,考察了PVC/PAN共混膜在处理造纸废水中的应用。实验结果表明:PVC/PAN共混膜的水通量和截留率可达到537.6(L/m2.h)和85.4%,并随PAN共混比例的增加,膜的水通量增加,截留率减小。通过电镜观察,共混膜具有不对称结构。当PAN含量为4%时,共混膜处理造纸黑液的效率较高,出水稳定,黑液的COD、色度去除率分别可达83.2%和90.8%,黑液的浊度和SS等指标也大幅降低。     

聚苯并咪唑/磺化聚醚砜复合膜的制备

通过溶液共混的方法,以自制的高磺化度聚醚砜(ABPSNa-10)和磺化聚苯并咪唑(S-PBI)为原料,二甲基亚砜(DMSO) 为溶剂,制备了酸碱复合膜,并研究了膜的组成对膜的甲醇溶胀性、甲醇渗透系数和质子传导率的影响,研究表明,复合膜具有良好的质子传导率. 同时,随着S-PBI含量的增加,膜的阻醇性能和尺寸稳定性明显提高.     

聚丙烯酰胺/甲基纤维素半互穿网络的制备及溶胀动力学研究

 以过硫酸铵(APS)为引发剂、N,N′-二甲基双丙烯酰胺(MBA)、四甲基乙二胺(TEMED)为催化剂,在室温下通过水溶液自由基聚合,制备了聚丙烯酰胺/甲基纤维素半互穿网络(PAM/MC semi-IPN)。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)对凝胶结构进行了表征,考察了MC含量和温度对凝胶外观、平衡溶胀和溶胀动力学的影响。从FT-IR图谱可看出,随MC含量增加,PAM酰胺Ⅰ带的吸收峰从1632cm^-1移到1650cm^-1,表明PAM与MC发生了明显的氢键相互作用。随MC含量增加,凝胶颜色从透明到乳白色逐渐加深。随温度升高,各组分凝胶的平衡溶胀比都增大。随MC含量的增加,相同温度下,凝胶的平衡溶胀比下降。另外,半互穿网络凝胶的尺寸随温度升高没有明显变化,说明MC在高温下的相转变并未造成半互穿网络的体积相变。凝胶的溶胀动力学显示,凝胶在100min前均快速溶胀,在200min以后溶胀速度变缓,最终趋于平衡。扩散指数(n)和溶胀速率(k)的数据表明,温度对扩散机理有很大影响,并且MC含量低于1.0%时凝胶组成对扩散机理影响不大。通过线性拟合的R²可知,各组分凝胶在各温度下均较好的符合二级动力学方程,并且MC含量低于1.0%时对凝胶的初始溶胀速率影响不大。     

磺化聚醚醚酮膜的制备和性能研究进展

综述近年来磺化聚醚醚酮(SPEEK)交换膜的制备、性能及应用.磺化聚醚醚酮可以通过直接聚合法和后磺化法合成.相对于全氟离子交换膜(PFI),合成后的SPEEK膜在成本和阻醇性能等方面具有优势,但是导电性能较弱.溶剂、磺化度和温度对磺化聚醚醚酮的导电性能有较大影响,它们将是提升SPEEK导电性能的主要研究领域.     

苯乙炔封端超支化聚醚醚酮的合成及性能

采用亲核取代反应, 通过A₂+B₃方法制备含联苯结 构氟封端超支化聚醚醚酮(HPDEEK-F), 用4-苯乙炔苯酚与得到的氟封端聚合物反应, 制得苯乙炔封端的超支化聚醚醚酮(HPDEEK-PEP), 并研究了其结构和性能. 结果表明, 苯乙炔封端聚合物的玻璃化转变温度高于氟封端聚合物的玻璃化转变温度, 热稳定性好于氟封端聚合物, 两种聚合物在极性溶剂中都具有良好的溶解性.     

可溶性聚醚醚酮改性环氧树脂的研究

采用热熔法制备了一系列可溶性聚醚醚酮(s-PEEK)改性环氧树脂(EP),并与普通聚醚醚酮(PEEK)改性环氧体系进行比较,探讨了聚醚醚酮类型、用量对改性树脂固化体系的凝胶时间、冲击强度、弯曲性能和断裂形貌的影响,并对含 s-PEEK 树脂体系的玻璃化转变温度(T_g)和热稳定性进行了分析。结果表明,s-PEEK 和 PEEK 可在提高环氧体系冲击性能的同时,提高材料的弯曲性能、玻璃化温度和热稳定性;当 m(s-PEEK) ∶ m(E-51)和 m(PEEK) ∶ m(E-51)均为 5 ∶ 100 时,冲击强度达到 42.6 和 46.6 kJ/m²,分别比未改性的环氧体系提高69.1%和85.6%; m(s-PEEK) ∶ m(E-51)=25 ∶ 100 时,T_g=179.1 ℃,比未改性环氧树脂提高20 ℃左右;且含s-PEEK的体系是均相体系,含s-PEEK的固化物是颗粒增强体系。     

杂萘联苯聚醚砜酮膜结构计算机直接试验设计

以杂萘联苯聚醚砜酮/聚乙烯吡咯烷酮/N-甲基吡咯烷酮（PPESK/PVP/NMP）为铸膜液体系,对杂萘联苯聚醚砜酮的膜结构进行了计算机直接试验设计。结果发现采用膜结构参数——趋向海绵膜结构特征分数St,可以对膜结构进行定量化表征和设计。以聚合物浓度和PVP添加剂作为影响因素,通过直接实验设计,分别得到了描述PPESK膜水通量、截留率、膜结构的3个数学模型。这3个数学模型表明,PVP添加剂和聚合物浓度能显著地影响膜的水通量、截留率和结构;随着聚合物和PVP添加剂浓度的增加,膜的水通量显著下降,截留率降低,膜结构逐渐由指状结构变为海绵结构。实验值和模型的预测值吻合得较好,表明采用直接实验可以实现对PPESK超滤膜的膜结构与性能的调控。     

高性能聚合物电纺纳米纤维最新进展

近20年来,静电纺丝技术得到了快速发展和应用; 不同材料的电纺纳米纤维(包括聚合物基、金属基、陶瓷基、碳基及其复合材料等)已在能源、环境、生物医学和国防军工等领域得到了泛应用.通常,静电纺丝技术需将聚合物或聚合物前驱体原料溶解于溶剂中或者加热熔融进行电纺加工.然而,芳杂环高性能聚合物(如聚酰亚胺、芳香聚酰胺、聚苯等)由于其主链上的刚性环状结构,既难溶解于普通有机溶剂,也难加热熔融,没有流动性,故难以通过静电纺技术制备其纳米纤维.为了解决这个难题,研究人员努力探索了许多间接方法和途径来制备电纺高性能聚合物纳米纤维,并取得了突破性进展.如通过电纺前驱体法大规模地制备聚酰亚胺纳米纤维、利用热致重排进行分子转化制备了电纺聚苯并二噁唑纳米纤维、利用模板电纺法制备了聚苯基和聚吡咙基纳米纤维等.该文详细介绍了通过静电纺丝技术制备高性能聚合物纳米纤维的最新进展,具体包括聚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚苯撑苯并二噁唑、芳香聚酰胺、聚苯、聚吡咙等芳杂环聚合物纳米纤维.此外,由于聚丙烯腈是制备碳纤维的重要前驱体,也对电纺聚丙烯腈纳米纤维的制备做了简要介绍.     

聚合物覆膜对长周期光栅灵敏度的调制

利用静电自组装技术在长周期光栅表面组装了聚丙烯胺盐酸盐(PAH)/聚苯乙烯磺酸钠(PSS)薄膜,并探索了覆膜的长周期光栅对异丙醇、乙醇、甲醇、水、空气的响应性能。实验表明,聚合物薄膜的厚度或组装层数对长周期光栅的灵敏性产生了调制,使长周期光栅对折射率呈如下的敏感规律:随着组装层数的增加,长周期光栅对折射率的敏感性逐渐从高折射率向低折射率转移;并且长周期光栅对折射率相邻的介质有一个最佳敏感区。这对开发高灵敏性和高选择性的长周期光栅生化传感器提供了很好的依据。     

热致相分离法制备聚醚醚酮多孔膜

对聚醚醚酮/二苯砜、聚醚醚酮/二苯酮所组成聚合物/稀释剂体系,采用热致相分离法制备了聚醚醚酮多孔膜,探讨了制备具有耐高温、耐溶剂的聚醚醚酮多孔膜的可能性,对聚合物/稀释剂体系的相容性进行理论计算和分析,并研究了聚合物的含量对成膜多孔结构的影响。     

超临界流体技术在PET解聚中的应用

研究了ＰＥＴ在超临界甲醇中的解聚行为及温度、压力和反应时间对ＰＥＴ解聚率的影响,发现ＰＥＴ在超临界甲醇中可迅速地完全解聚。红外光谱检测解聚产物是纯度很高的对苯二甲酸二甲酯（ＤＭＴ）单体和乙二醇。