一种高聚物梯度复合材料的制备及性能表征

文中讨论了在非自然环境中制备PMMA/α-羟基乙基二茂铁梯度复合材料的方法。过氧化二苯甲酰为引发剂,α-羟基乙基二茂铁为添加物可明显地降低聚合温度和缩短聚合时间,实现MMA在室温下聚合。相对分子质量的测试表明,样品沿着外场方向呈现相对分子质量梯度分布;样品的机械性能测试表明,在非自然环境中制备的梯度高聚物样品的力学性能有所下降;折射率测量表明,样品的折射率沿着圆柱状样品的轴向呈梯度分布。     

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.     

原位聚合酸碱共混质子交换膜的制备及性质

为了降低磺化聚醚醚酮(SPEEK)的溶胀性和甲醇渗透性,采用原位聚合的方法,将具有良好溶解性的聚苯并咪唑(PBI)中间体-聚甲亚胺(PAM)预聚物加入到SPEEK基体中,在一定条件下原位反应使PAM相对分子质量增加,通过氧化得到SPEEK/PBI酸碱共混膜。研究发现:PBI的引入有效地降低膜的溶胀性和甲醇渗透性。随着PBI含量的增加,质子电导率逐渐降低,当PBI含量为5%时,共混膜70℃时电导率可以达到205 mS/cm,与该温度下Nafion117(200mS/cm)相当。当PBI含量在9%~10%范围内,共混膜具有相对较好的综合性能。     

磺化聚醚醚酮/磷酸锆复合质子交换膜的制备及性能

采用溶胶-凝胶法原位生成磷酸锆,制备磺化聚醚醚酮／磷酸锆复合质子交换膜。采用扫描电镜观察复合膜的断面形貌;采用热重分析仪研究复合膜的热稳定性;采用气相色谱测量并计算了复合膜的阻醇性;采用交流阻抗法测量复合膜的质子传导率;同时还研究复合膜的吸水率、尺寸稳定性。研究结果表明：复合膜中磷酸锆呈无定形状态,与有机基体结合紧密;随着磷酸锆含量的增加,复合膜的热稳定性、尺寸稳定性和阻醇性能提高,吸水率降低,当磷酸锆含量（质量分数）为30％时,复合膜的甲醇渗透系数比磺化聚醚醚酮（sPEEK）膜降低47．5％;在100％相对湿度下,复合膜的稳定温度随磷酸锆的含量增加而升高,含磷酸锆20％以上的复合膜在80℃时仍稳定;质子传导率在低温下略有降低,但随温度的升高,质子传导率有所增加,当温度为80℃时,质子传导率与Nafion115膜的传导率相当。     

磺化聚醚醚酮(sPEEK)/SiO2杂化质子交换膜的制备与表征

为提高磺化聚醚醚酮(sPEEK)质子交换膜的耐甲醇渗透性能,用正硅酸乙酯为前驱体制得硅溶胶,在sPEEK中原位生成SiO2,制备了直接甲醇燃料电池用sPEEK/SiO2杂化质子交换膜材料,用核磁共振(1H-NMR)和Fourier红外光谱(FT-IR)表征了膜的化学结构,用扫描电子显微镜(SEM)观察了sPEEK与SiO2的复合形态,用交流阻抗仪和气相色谱仪分别测定了膜的质子传导率和甲醇渗透系数。实验结果表明,在质子传导率没有严重降低的同时,杂化膜的阻醇性得到了较好的改善。