芴-氮杂萘酮-聚芳醚酮离聚物的合成与性能
李秀华;肖带丽
【摘 要】以双酚芴、双酚A型二氮杂萘酮、二氟二苯酮和二氟二苯酮磺酸钠为原料,通过调整4种单体的比例以及加料顺序控制缩聚反应,制备了一系列具有不同离子交换容量的含芴和二氮杂萘酮联苯单元的嵌段聚芳醚酮,简称芴-氮杂萘酮-聚芳醚酮离聚物. 采用黏度测试、傅里叶衰减全反射红外光谱(FTIR-ATR)、氢谱(1H
NMR)和热失重(TGA)等分析方法,对不同结构的芴-氮杂萘酮-聚芳醚酮离聚物的分子量、结构及热稳定性进行了表征. 实验结果表明,采用控制缩聚法能够制备出不同离子交换容量的高分子量芴-氮杂萘酮-聚芳醚酮离聚物,该系列离聚物具有良好的热稳定性. 对该系列离聚物膜进行了抗氧化性、水解稳定性、吸水率、耐醇性、离子交换容量和质子传导率测试. 测试结果表明,该系列离聚物具有良好的抗氧化性、水解稳定性、耐醇性、质子传导率和适当的吸水率.
【期刊名称】《高等学校化学学报》
【年(卷),期】2010(031)010
【总页数】7页(P2074-2080)
【关键词】双酚芴;杂萘联苯聚芳醚酮;磺化;缩聚反应;离聚物
【作 者】李秀华;肖带丽
【作者单位】华南理工大学化学与化工学院,广州510641;华南理工大学化学与化工学院,广州510641
【正文语种】中 文 【中图分类】O631
质子交换膜是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的关键材料之一，它具有传导质子和将阴阳两极分开的双重作用，目前国际上通用的商品化质子交换膜是全氟磺酸型质子交换膜，其中最具代表性的是美国杜邦公司生产的Nafion系列膜，但由于具有造价高、甲醇渗透性高以及在高温时质子传导率大幅度降低等缺点，限制了它的进一步使用［1～3］.近年来，研究者利用不同方案研制出了多种磺酸芳烃膜［4～17］，该类无氟质子交换膜的突出优点是原材料价格相对低廉，有望解决成本问题，使其更易于推广应用.磺酸基具有强质子传导性，含有二氮杂萘酮联苯单元的聚芳醚酮高性能材料骨架具有优异的机械性能、化学和电化学稳定性以及低透醇性［8～10］，含芴结构的高性能材料具有良好的高温保湿性［11～13］，控制聚合工艺得到的特定相态结构离聚物具有比无规缩聚工艺离聚物更为优异的综合性能［14～17］.本文以芴-聚芳醚酮为憎水结构，氮杂萘酮-磺化聚芳醚酮为亲水结构，采取分步直接聚合的方法，实现亲水结构和疏水结构的分离，合成了一系列具有不同离子交换容量的无氟的芴-氮杂萘酮-聚芳醚酮离聚物质子交换膜材料.
张守海等：磺化含侧苯基杂萘联苯聚醚砜质子交换膜材料的合成与性能 文章编号：１００１—９７３１（２０１３）１８ ２６３３—０５
磺化含侧苯基杂萘联苯聚醚砜质子交换膜材料的合成与性能
张守海，赵文颖，陈丽云，蹇锡高
（大连理工大学化工学院，辽宁省高性能树脂工程技术研究中心，
辽宁省高分子科学与工程重点实验室，辽宁大连１１６０２４）
摘 要： 以４－（３－苯基一４一羟基苯基）一２，３二氮杂萘一ｌ一
酮、４一（４－羟基苯基）一２，３－二氮杂萘１一酮和４，４’一二氯二 苯砜为单体，合成了一系列含侧苯基杂萘联苯聚醚砜，
然后以浓硫酸为磺化剂，制备磺化含侧苯基杂萘联苯
聚醚砜（ＳＰＰＥＳ—Ｐ）。采用ＦＴ—ＩＲ、 Ｈ ＮＭＲ对聚合物
的结构进行了表征，表明磺酸基被成功地引入到聚合
物侧链苯基上。采用溶液法制备了ＳＰＰＥＳ—Ｐ质子交 换膜。考察了ＳＰＰＥＳ—Ｐ膜的吸水率、溶胀率、质子传
导率，以及甲醇渗透性能和耐氧化性能，ＳＰＰＥＳ—Ｐ膜
具有较好的阻醇性和耐氧化性能。
关键词： 磺化；杂萘联苯；聚醚砜；合成；质子交换膜 中图分类号： Ｏ６３１ 文献标识码：Ａ
ＤＯＩ：１０．３９６ｏ／ ．ｉｓｓｎ．１００１－９７３１．２０１３．１８．０１０
１ 引 言
质子交换膜燃料电池（ＰＥＭＦＣ）具有功率密度大、
能量转换效率高、低温启动和无污染等优点，是最有希 望应用于便携式电源、小型固定发电站、电动汽车等的
理想动力电源之一。质子交换膜是ＰＥＭＦＣ的核心部
分，在燃料电池中起到隔离两极反应物、提供氢离子通
道和负载催化剂的作用，其性能直接影响燃料电池的 工作性能 。
目前，商业化的质子交换膜主要为全氟磺酸膜（如
Ｎａｆｉｏｎ膜），但其价格昂贵，阻醇性差，且高温下质子传 导性能差限制了它的使用［３］。因此，价格低廉、质子传
导率高、热稳定性好、甲醇渗透率低的非氟质子交换膜 材料成为国内外的研究热点。研究人员已开发了许多 非氟质子交换膜材料，如磺化聚芳醚酮ｌ４ ］、磺化聚醚
聚醚酮酮和聚醚醚酮酮砜无规共聚物的合成及表征
宋才生;蔡明中;周丽云
【期刊名称】《江西师范大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】1993(000)004
【摘 要】本文以无水三氯化铝（AlCl3）为催化剂、1,2-二氯乙烷（DCE）为溶剂,在N-甲基吡咯烷酮（NMP）存在下,将对苯二甲酰氯（TPC）、间苯二甲酰氯（IPC）、二苯醚（DPE）和4,4′-二苯氧基二苯砜（DPODPS）进行低温溶液共缩聚反应,合成了聚醚酮酮和聚醚醚酮酮砜的无规共聚物（PEKK-PEEKKS）。用红外光谱、X-射线衍射、差热分析、热失重和溶解性试验对共聚物进行了表征。实验结果表明。随着分子链中砜基含量的增加,共聚物熔融温度和结晶度下降,但仍具有良好的耐溶剂性能和耐热性能。
【总页数】5页(P329-333)
【作 者】宋才生;蔡明中;周丽云
【作者单位】江西师范大学化学系;江西师范大学化学系
【正文语种】中 文
【中图分类】N55，G658.3
【相关文献】
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聚醚醚酮合成路线
聚醚醚酮（PEEK）是一种高性能工程塑料，具有优异的耐热性、耐化学性、机械性能和电气性能等特点，在航空航天、汽车、医疗、电子等领域得到广泛应用。本文将介绍聚醚醚酮的合成路线。
聚醚醚酮的合成路线主要有两种方法：一种是通过对苯二甲酸和二氧化苯的缩合反应制备聚醚醚酮；另一种是通过对苯二甲酸和二氧化碳的缩合反应制备聚醚碳酸酯，再通过脱羧反应将聚醚碳酸酯转化为聚醚醚酮。
第一种方法的反应步骤如下：
1. 将苯二甲酸和二氧化苯溶解在磺酸催化剂的存在下，加热至200℃以上，进行缩合反应，生成聚醚醚酮的前驱体。
2. 将反应液冷却至室温，加入去离子水，过滤得到聚醚醚酮的初步产物。
3. 将初步产物经过再结晶、干燥等处理，得到聚醚醚酮。
第二种方法的反应步骤如下：
1. 将苯二甲酸和二氧化碳溶解在氢氧化钠的存在下，加热至200℃以上，进行缩合反应，生成聚醚碳酸酯。
2. 将聚醚碳酸酯与碱性催化剂一起加入反应釜中，加热至300℃以上，进行脱羧反应，生成聚醚醚酮。
3. 将反应液冷却至室温，加入去离子水，过滤得到聚醚醚酮的初步产物。
4. 将初步产物经过再结晶、干燥等处理，得到聚醚醚酮。
以上两种方法均可用于制备聚醚醚酮，但第二种方法需要使用二氧化碳作为原料，并且需要进行脱羧反应，反应条件较为严格。而第一种方法则相对简单，但需要使用二氧化苯作为原料。
总的来说，聚醚醚酮的合成路线较为复杂，需要使用一定的催化剂和反应条件，但由于其优异的性能，在工业生产中得到了广泛应用。
