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1、V乱扣qBhdA--rNN句O)3第24卷第3期深圳大学学报理工版qB川句2007年7月JOURNALOFSHENZHENUNIVERSITYSCIENCEANDENGINEERINGI文章编号:1000-2618(2007)03-0305-04用于质子交换膜的三个苯环磺化聚芳酷的合成王雷1，朱光明1，高春梅2(1.深圳市特种功能材料重点实验室，深圳大学材料学院，深圳518060;2.中国科学院广州化学所，广州510650)摘要:合成一种含三个苯环的新型磺化聚芳自逮.采用特殊羊体结构的设计，在聚合物主链上引入甲基取代基对主链进行保护
2、.用氯磺酸直接磺化方法在聚芳自远高分子侧基上引入磺酸功能基，实现了聚合物磺化结构的可控定位合成，得到了磺酸基在侧链上的磺化聚芳自逮.通过核磁共振(lH-NM町、凝胶渗透色谱(GPC)和元素分析(EA)等方法，对其结构进行表征.关键词:磺化聚芳自逮;质子交换膜;质子交换膜燃料电池中图分类号:TB324;U465.4文献标识码:A世界主要发达国家大都致力于低成本质子交换酷胶(DMF)、N-甲基口比咯烧酣(NMP)、浓盐酸膜的研究[1-2J聚芳自迷是一种性能优良的工程塑料，和氢氧化饵为国产分析纯溶剂，使用前未经处理.具有优良的热学性能、高
3、机械强度和良好的化学稳甲苯使用前用纳丝干燥24h,N、N-二甲基乙酷胶定性.将磺酸基引人聚芳自迷酣的主链中，既可保持(DMAc)使用前用4λ分子筛干燥过夜.碳酸饵使聚芳酷的优异性能，又可发挥含磺酸基聚合物成膜用前在真空200OC下干燥5h.1H-NMR核磁共振谱性好、导电性高的特点.迄今对聚芳自迷进行磺化制用德国Br此er400MHz核磁共振仪器(DRX备优质价廉质子交换膜[3-4J的主要方法有:①对已400MHz)测试，四甲基硅烧为标准试样.熔点以有的聚合物进行磺化;②先对二卤单体进行磺化，XT4A显微熔点测试仪测定.元素分析以V
4、ariosEL再与双盼单体聚合，制备磺化聚芳自迷.但用这些磺元素分析仪测试，主要分析C和H在化合物中的含化聚芳自迷制备的质子交换膜装入燃料电池后，通常量.GPC测定用Waters510HPLC，氯仿为溶剂.只能运行较短时间.当磺酸基在主链苯环上时，由1.2单体的合成于磺酸基的影响，聚合物易于在主链的酿键上发生双盼单体la的合成步骤，是将4.24g(0.04降解[5J本文从分子设计角度出发，合成一种磺酸mol)苯甲醒和14.64g(0.12mol)2，6-二甲基苯基在侧链上的磺化聚芳酶，并对其进行表征.盼加入一个装有回流冷凝管的50m
5、L三口烧瓶中，以6g(60%)硫酸作催化剂，并加入20mL甲苯1实验部分作溶剂.氮气保护下，恒温在50--600C搅拌回流20h.冷却至室温，有固体析出，用沙芯漏斗过滤，1.1化学试剂与测试并用少量的甲苯和水洗涤滤渣几次，得到粉红色固苯甲醒和2，6-二甲基苯盼从Aldrich公司购体.用甲醇和水的混合溶剂重结晶两次，得到了很得，未经纯化直接使用.硫酸(98lJ毛)、甲醇、乙纯的单体8.49g，产率为63.9%，熔点为159-•醇、石油醋、二甲亚枫(DMSO)、N、N-二甲基甲1600C，反应过程如式(1)，核磁表征见图1.1I/JC
6、H/'t、、咽，且EF/收稿日期:2006-12-01;修回日期:2007-03-26基金项目:深圳大学科研启动基金资助项目(200702)作者简介:王雷(1977-)，男(汉族)，山东省莱芜市人，深圳大学讲师、博士.E-mail:wangleid1977@yahoo.com.cn306深圳大学学报理工版第24卷gMS:M/e39,65,77,91,127,152,165,181,d255,317(100%),332(M+).1，4-二(4-氟苯甲酷基)苯1b合成步骤，是向250mL三颈烧瓶中加入对苯二甲酷氯40.6gαcIe(0
7、.20mol)，氟苯192.0g(2.00mol)，机械搅拌/下，慢慢分批加入AICl366.22g(0.496mol)，保765432持室温.然后升温到750C，保持4-5h.停止加图1双酣单体1的氢核磁谱图热，冷却到室温，将其倒入大量的HCI水溶液中，Fig.llH-NMRspectrumforbisphenoll有白色沉淀析出，过滤，得白色固体，用甲苯(或lH-NMR(CDCI):82.178(s,12H,CH);33用邻二氯苯)重结晶，得纯固体41.3g，产率为3.821(s,2H,OH);5.292(s,1H,CH);6.
8、70964.1%.反应过程如式(2):(s,4H,2C6H2);7.093-7.284(m,5H,C6Hs).uiGicl+DF叫4-OiGi〈〉F(2)lH-NMR(DMSO-d):87.15-7.24(d,4H);lH-NMR(4
