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《改性聚偏氟乙烯接枝苯乙烯磺酸质子导电膜的结构与形貌》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第25卷第9期高分子材料科学与工程Vol.25,No.92009年9月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGSept.2009改性聚偏氟乙烯接枝苯乙烯磺酸质子导电膜的结构与形貌1,2331,3郭贵宝,寇沙沙,孟淑敏,安胜利(1.北京科技大学冶金与生态工程学院,北京100083;2.内蒙古科技大学生物与化学工程学院;3.内蒙古科技大学材料与冶金工程学院,内蒙古包头014010)摘要:以过氧化苯甲酰(BPO)作引发剂,通过溶液接枝聚合法把苯乙烯接枝到原硅酸钠改性的聚偏氟乙烯(PVDF)膜上,
2、磺化后得到聚偏氟乙烯接枝苯乙烯磺酸(PVDF-g-PSSA)电解质膜。研究发现,原硅酸钠改性的PVDF膜与苯乙烯发生接枝聚合反应,且接枝率与添加原硅酸钠的质量分数呈线性变化关系。用红外光谱检测原硅酸钠改性的PVDF膜经过接枝和磺化后所发生的结构变化,并用扫描电镜(SEM)观察PVDF膜接枝前后的形貌以及接枝磺化后产物PVDF-g-PSSA膜的形貌及硫和硅分布。研究表明,原硅酸钠改性的PVDF膜与苯乙烯进行接枝共聚反应时,PVDF膜结构在接枝前后和磺化前后发生变化,确认苯乙烯接枝到PVDF膜上。关键词:聚偏氟乙烯;苯乙烯;溶
3、液接枝;质子交换膜中图分类号:TQ325.4文献标识码:A文章编号:1000-7555(2009)09-0043-04具有优良性能的质子交换膜是全固态电化学气体市科技实验二厂生产;原硅酸钠(Na4SiO4):分析纯,青传感器实用化的基础。自20世纪80年代以来,质子岛化学试剂厂,白色固体颗粒。交换膜成为全固态电化学气体传感器研究的重要方1.2PVDF-g-PSSA膜的制备[1]向,例如广泛应用于电化学气体传感器中的全氟磺将粉末状的原硅酸钠溶于含少量水的N-甲基吡+[2]酸(H-Nafion)电解质膜。但是,Nafion膜电
4、解质咯烷酮,搅拌至呈均一状溶液为止;再将粉末状的[3]保水性差,传感器在实际工作中受到环境湿度的制PVDF倒入搅拌好的溶液中搅拌2h,然后将溶液浇铸约,使其性能不稳定,且价格昂贵。为此,国内外学者到洁净的玻璃板上,在一定温度下挥发数小时,干燥,开发合成了一些新型质子交换膜,包括无机-有机复脱膜得改性PVDF膜;所得改性PVDF膜用去离子水[4][5,6]合膜、接枝膜等。文献报道的PVDF-g-PSSA膜清洗,然后迅速将其放到溶有引发剂BPO的苯乙烯/[5][6]均是用辐射接枝或强碱溶液接枝的方法合成,缺四氢呋喃(体积比为5
5、/1)的溶液中进行接枝反应,点是接枝反应只在膜的表面进行,而且辐射接枝要有BPO的浓度为0141g/100mL,在氮气条件下80e左辐射源,对设备条件要求较高。本文采用改性聚偏氟右反应11h,得接枝产物聚偏氟乙烯与聚苯乙烯接枝乙烯溶液接枝聚合法制备了PVDF-g-PSSA膜,其工共聚物(PVDF-g-PS);PVDF-g-PS用1,2-二氯乙烷在艺简单,对设备要求不高,并对接枝聚合物膜的结构变80e溶胀2h,最后用w=0198的浓硫酸在70e左化和膜内硫、硅分布状况进行了研究。右磺化4h,得接枝磺化膜)))PVDF-g-P
6、SSA膜。1.3接枝率的测定1实验部分改性PVDF膜先后用20%的H2O2和1mol/L的1.1主要原料H2SO4各煮沸30min,用去离子水清洗干净放入真空聚偏氟乙烯(PVDF):上海三爱富新材料股份有限公司生产,白色固体细粉状;苯乙烯:分析纯,北京福烘箱(80e)干燥24h,干燥器中冷却后称量,记录为星化工厂生产;N-甲基吡咯烷酮:分析纯,北京篮利精m0。称量后膜按1.2节所述条件进行接枝,接枝后的细化学品有限公司生产;过氧化苯甲酰:化学纯,锡山膜(PVDF-g-PS)用三氯甲烷抽提数小时,直到恒量,收稿日期:2008
7、-08-05基金项目:内蒙古自治区优秀学科带头人基金项目(20071103);高校青年教师教学科研奖励计划项目(2002)通讯联系人:安胜利,主要从事质子交换膜和复合材料的研究,E-mail:shengli-an@126.com44高分子材料科学与工程2009年然后放入真空烘箱(80e)干燥24h,干燥器中冷却后添加到PVDF中的Na4SiO4部分经水解、失水后以m1-m0SiO2方式存在于膜中。比较c、a、b的IR曲线,发现c称量,记录为m1。接枝率B=。m0的IR曲线比a的IR曲线明显多了2929cm-1、16021.
8、4红外光谱分析-1-1-1-1cm、1452cm、752cm、700cm吸收峰,1602红外光谱用Perkin-Elmer公司富里叶变换红外和-1-1-1cm、1452cm是苯环的骨架振动吸收峰,700cm拉曼光谱仪SpectrumGX记录,用细条磁铁把膜固定-1是取代苯环上氢的吸收峰,2929cm是亚
