磺酸型燃料电池质子交换膜材料的合成

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1、大连理工大学硕士学位论文摘要本文合成了三种不同磺化度的聚合物。以jO％发烟硫酸为磺化试剂，以4，47一二氟二苯砜和4，4’-二氟二苯酮为原料反应得到双磺化的4，4’二氟一3，：{’一二磺酸钠一l，1’一二苯砜和4，4’二氟：{，37一一磺酸钠一I，l7一二苯酮。用I，4，5，8一萘四甲酸二酐与间氨基苯酚／对氨基苯酚反应得到了一种含有六元酰亚胺环的双酚单体，并将其与4，4’一二氟一3，37一二磺酸钠一I，l’二苯砜和4，47一二氟二苯砜采用直接聚合法合成了不同磺化度的含有六元酰亚胺环的聚芳醚砜，通过l?卜【R和。H—N獬对聚合物进行了表征

2、，证明其结构正确。聚合物的特性粘度在1．371．66乩·g之间，采用溶液铸膜法得到聚台物膜，成膜性较好。以双酚A，2，6一二氟苯腈和4，17‘二氟一3，3’二磺酸钠一1，1’一_二苯酮采用直接缩合法合成了不同磺化度的磺酸型聚芳醚腈酮，通过FTlR和H—NMR对聚合物进行了表征，证明其结构正确。聚合物的特性粘度在1．】62．93cjI，·g“之间，采用溶液铸膜法得到淡黄色的透明薄膜，成膜性良好。以双酚A，】，3二(4一氟苯基)苯和4，4’二氟一3，：{’一二磺酸钠一I，1’二苯砜采用直接缩合法合成了不同磺化度的磺酸型聚芳醚酮砜，通过FTl

3、R和’HNⅥR对聚合物进行了表征，证明其结构正确。聚合物的特性粘度在()．27—1．8Hc¨．·g。之间，采用溶液铸膜法得到淡黄色的透明薄膜，成膜性良好。测定了这三种聚合物的溶解性，证明了聚合物溶解性良好，可以溶解在非质子型极性溶剂中，有利于材料的成型加工。还测定了它们的机械性能，拉伸断裂强度在∽．29—92．42Mr(1之间，证明机械性能良好，可以满足质子交换膜的使用要求。测定了聚合物膜的含水率和膨胀率，表明含水率、膨胀率和离子交换容量均随着磺酸基含量的增加而增加。关键词：磺酸型；质子交换膜；六元酰亚胺环磺酸型燃料电池质子交换膜材料的

4、合成SynthesisofSulfonatedFuelCeIlProtonExchangeMembraneAbstract’I’hreekindsorpolymerswjthditlerentdegreeol’sultbnationaresynthesizedjnthisthesis．4，4’一djnuorodiphenylsulf．oneand4，4’一dinuorodiphenylketonearesulfbnatedby50％sulfuricacid．Anewbiphenolmonomercontainingsix-membere

5、dringimideissynthesizedbyreactionof1，4，5，8一naphthelenete仃acarboxylicaciddianhyd“dewim3一aminophenolor4-锄inophen01sod．哪．Sulfonatedp01y(aryjeneethersulfone)containingsix-memberedringimidewithdif．ferentdegreeofsulfonatjonarepreparedbydirectpoJymerizaIionofbjphen01containjngs

6、ix—memberedringimide，disodium4，4’一dinuoro·3，3’一disulfonate-1，1’一diphenylsulfoneand4，4’一d讯uorodiphenylsulfone．Themonomersandpolymersarecharacterizedwith1H—NMR．FT—lR．rrheirint“nsicviscositvvaluesvarvfrom】．37to1．66dL+g～．TheirmembraIleswithgoodqualitiesarecast』}omdimcthey】su

7、lfoxidcpolymersohltionSulfonatedpoly(arylenebiphenolA，disodium4，ethernitrilekctone)areprepared4’一dmuoro一3．3’一disulfonate—1．bydirectpolymeriza“onof11一diphenylkctoneand2．6一dinuorobezonitrile．ThepolymerSarecharac忙rizedwithH—NMR．FT．IR．TheirimrinsicViscosityValuesVaryf而m1．16t

8、o2．93dI，’g_。．Theiryellowymembrancswithgo。dqualitiesarecastfromdimetheylsulfoxidepolymers01ution．Sulfona